Investigación Técnica

Emulación Biológica: Cóclea vs NAS

Comparación de emulación biológica: Cóclea vs NAS

El IPCore NAS replica el modelo biológico de la cóclea de Lyon mediante un banco de filtros pulsantes. La representación basada en pulsos (evento-driven) proporciona eficiencia energética comparable al procesamiento auditivo natural.

Procesamiento de Señales por Pulsos (SSP)

NASSAI utiliza Spike-Signal-Processing (SSP) para convertir información acústica en una representación equivalente basada en pulsos. A través de un circuito digital simple llamado spike-generator, la señal acústica se transforma en una secuencia de eventos, proporcionando baja latencia y bajo consumo energético.

Arquitectura del Sensor

El NAS implementa un banco de filtros pulsantes basados en el modelo biológico de la cóclea de Lyon:

  • ✓ Spike-Generator: Convierte señal acústica a representación pulsante
  • ✓ Spike-based Low-Pass Filters (SLPF): Banco de filtros inspirado biológicamente
  • ✓ Parámetros configurables: Ganancia, frecuencias de corte, ancho de banda
  • ✓ IPCore sintetizable: Para FPGA (Zynq) y ASIC (TSMC 65nm)

Implementación Hardware

PCB del Sensor Neuromórfico NAS

PCB NAS

Implementación física

Layout del ASIC TSMC 65nm

Layout ASIC

Diseño TSMC 65nm

Validación exitosa del ASIC

Test OK

Validación exitosa

Objetivos del Proyecto

Objetivo 1: IPCore Configurable (100% Cumplido)

Desarrollo de un IPCore totalmente configurable tras síntesis, con interfaces AXI y SPI para integración en MPSoC embebidos y síntesis ASIC.

Resultado: Interfaz AXI-DMA implementada. Fabricación exitosa de ASIC en TSMC65. Implementado y testeado con éxito.

Objetivo 2: Integración con SNN (100% Cumplido)

Integración del NAS con arquitecturas emergentes de Redes Neuronales Pulsantes para clasificación de audio.

Resultado: Integración con ReckOn, Graph Networks, Spinnaker y Dynapse. Sistemas completamente funcionales. Caracterización y evaluación frente a sistemas tradicionales.

Madurez Tecnológica (TRL)

TRL 3

Inicio: Prueba de concepto

→ TRL 6

Validación en entorno relevante

TRL 7-8

Objetivo: Producto comercial

Herramientas & Recursos Disponibles

El proyecto NASSAI proporciona tres herramientas y recursos complementarios de código abierto para trabajar con sensores neuromórficos: OpenNAS (IPCore sintetizable), NAVIS Tool (análisis y validación) y PyNAVIS (biblioteca Python).

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