Αναλογικά Ολοκληρωμένα Κυκλώματα Ταξινομητών Χαμηλής Κατανάλωσης Βασισμένων στο Gaussian Mixture Model με Ψηφιακές Εισόδους και Εξόδους

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική παρουσιάζουμε τη σχεδίαση ενός αναλογικού ταξινομητή με ψηφιακή είσοδο και έξοδο, βασισμένου στη Γκαουσιανή συνάρτηση. Συγκεκριμένα θα παρουσιαστούν ταξινομητές βασισμένοι στο Γκαουσιανό Μοντέλο Μίξης (Gaussian Mixture Model), αλλά και στο απλό Μπαγιεσιανό. Ειδικότερα παρουσιάζουμε ένα κύκλωμα που καταφέρνει να σχεδιάσει Γκαουσιανές κατανομές ανάλογα με τις τιμές τάσεων και ρευμάτων που θα του προσφερθούν. Η υλοποίηση έχει πολύ χαμηλή κατανάλωση καθώς χρησιμοποιούνται τάσεις πόλωσης από 0.5 V εώς και 0.6 V και ρεύματα πόλωσης της τάξεως των nA ή και pA σε κάποιες περιπτώσεις. Η εκπαίδευση του μοντέλου γίνεται καθαρά με τη βοήθεια της γλώσσας python. Οι αρχιτεκτονικές που παρουσιάζονται επιβεβαιώνονται χρησιμοποιώντας τρία σετ δεδομένων. Η υλοποίηση και προσομοίωση του κυκλώματος έγινε με τη βοήθεια του προγράμματος σχεδίασης Cadence IC Suite σε τεχνολογία TSMC 90 nm CMOS process.