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基于FPGA的Hodgkin-Huxley神经元硬件实现

Realization of Hodgkin-Huxley Neuron by Employing FPGA Hardware

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【作者】 王金龙逯迈陈小强

【Author】 WANG Jin-long;LU Mai;CHEN Xiao-qiang;School of Automation & Electric Engineering, Lanzhou Jiaotong University;Key Lab of Optoelectronic Technology and Intelligent Control, Ministry of Education, Lanzhou Jiaotong University;

【机构】 兰州交通大学自动化与电气工程学院兰州交通大学光电技术与智能控制教育部重点实验室

【摘要】 本文研究利用FPGA硬件实现Hodgkin-Huxley(HH)神经元的新方法.首先对HH神经元的特性进行数值模拟分析;其次采用DSP Builder与Quartus II联合设计的方法,将HH神经元在FPGA上予以实现,并对不同刺激信号作用下FPGA实现的HH神经元动作电位与数值模拟结果进行了对比。利用FPGA可以很好地实现HH神经元的动作电位,对于相同的刺激信号,FPGA实现的HH神经元动作电位响应与数值模拟结果完全一致。得出结论:通过FPGA可以硬件实现HH模型神经元。

【Abstract】 To find the new way for hardware implementation of Hodgkin-Huxley(HH)neuron in FPGA.First,the HH neuron was numerically analysed.Second,the HH neuron was implemented on FPGA byemploying the software such as DSP Builder and Quartus II simultaneously.The obtained action potentials on FPGA using different external stimulating signals were compared to those obtained by numericalsimulations.The action potential of HH neuron can be well realized on FPGA.The obtained actionpotentials on FPGA using different external stimulating signals are well in agreement with those obtained by numerical simulations.It is feasible to realize hardware implementation of HH neuron on FPGA

【关键词】 Hodgkin-Huxley模型FPGADSP Builder,动作电位
【Key words】 Hodgkin-Huxley modelFPFADSP Builder
【基金】 国家自然科学基金(51267010);甘肃省杰出青年科学基金(1308RJDA013)
  • 【会议录名称】 静电放电:从地面新技术应用到空间卫星安全防护—中国物理学会第二十届全国静电学术会议论文集
  • 【会议名称】静电放电:从地面新技术应用到空间卫星安全防护—中国物理学会第二十届全国静电学术会议
  • 【会议时间】2015-08-12
  • 【会议地点】中国河北石家庄
  • 【分类号】TN791;Q42
  • 【主办单位】中国物理学会静电专业委员会
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