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<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Lim,&#x20;Jae&#x20;Gwang</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Park,&#x20;Sung-jae</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Lee,&#x20;Sang&#x20;Min</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Jeong,&#x20;Yeonjoo</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Kim,&#x20;Jaewook</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Lee,&#x20;Suyoun</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Park,&#x20;Jongkil</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Hwang,&#x20;Gyu&#x20;Weon</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Lee,&#x20;Kyeong-Seok</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Park,&#x20;Seongsik</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Jang,&#x20;Hyun&#x20;Jae</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Ju,&#x20;Byeong-Kwon</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Park,&#x20;Jong&#x20;Keuk</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Kim,&#x20;Inho</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="accessioned">2024-08-29T05:30:22Z</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="available">2024-08-29T05:30:22Z</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="created">2024-08-29</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="issued">2024-08</dcvalue>
<dcvalue element="identifier" qualifier="uri">https:&#x2F;&#x2F;pubs.kist.re.kr&#x2F;handle&#x2F;201004&#x2F;150512</dcvalue>
<dcvalue element="description" qualifier="abstract">Neuromorphic&#x20;computing&#x20;research&#x20;is&#x20;being&#x20;actively&#x20;pursued&#x20;to&#x20;address&#x20;the&#x20;challenges&#x20;posed&#x20;by&#x20;the&#x20;need&#x20;for&#x20;energy-efficient&#x20;processing&#x20;of&#x20;big&#x20;data.&#x20;One&#x20;of&#x20;the&#x20;promising&#x20;approaches&#x20;to&#x20;tackle&#x20;the&#x20;challenges&#x20;is&#x20;the&#x20;hardware&#x20;implementation&#x20;of&#x20;spiking&#x20;neural&#x20;networks&#x20;(SNNs)&#x20;with&#x20;bio-plausible&#x20;learning&#x20;rules.&#x20;Numerous&#x20;research&#x20;works&#x20;have&#x20;been&#x20;done&#x20;to&#x20;implement&#x20;the&#x20;SNN&#x20;hardware&#x20;with&#x20;different&#x20;synaptic&#x20;plasticity&#x20;rules&#x20;to&#x20;emulate&#x20;human&#x20;brain&#x20;operations.&#x20;While&#x20;a&#x20;standard&#x20;spike-timing-dependent-plasticity&#x20;(STDP)&#x20;rule&#x20;is&#x20;emulated&#x20;in&#x20;many&#x20;SNN&#x20;hardware,&#x20;the&#x20;various&#x20;STDP&#x20;rules&#x20;found&#x20;in&#x20;the&#x20;biological&#x20;brain&#x20;have&#x20;rarely&#x20;been&#x20;implemented&#x20;in&#x20;hardware.&#x20;This&#x20;study&#x20;proposes&#x20;a&#x20;CMOS-memristor&#x20;hybrid&#x20;synapse&#x20;circuit&#x20;for&#x20;the&#x20;hardware&#x20;implementation&#x20;of&#x20;a&#x20;Ca&#x20;ion-based&#x20;plasticity&#x20;model&#x20;to&#x20;emulate&#x20;the&#x20;various&#x20;STDP&#x20;curves.&#x20;The&#x20;memristor&#x20;was&#x20;adopted&#x20;as&#x20;a&#x20;memory&#x20;device&#x20;in&#x20;the&#x20;CMOS&#x20;synapse&#x20;circuit&#x20;because&#x20;memristors&#x20;have&#x20;been&#x20;identified&#x20;as&#x20;promising&#x20;candidates&#x20;for&#x20;analog&#x20;non-volatile&#x20;memory&#x20;devices&#x20;in&#x20;terms&#x20;of&#x20;energy&#x20;efficiency&#x20;and&#x20;scalability.&#x20;The&#x20;circuit&#x20;design&#x20;was&#x20;divided&#x20;into&#x20;four&#x20;sub-blocks&#x20;based&#x20;on&#x20;biological&#x20;behavior,&#x20;exploiting&#x20;the&#x20;non-volatile&#x20;and&#x20;analog&#x20;state&#x20;properties&#x20;of&#x20;memristors.&#x20;The&#x20;circuit&#x20;was&#x20;designed&#x20;to&#x20;vary&#x20;weights&#x20;using&#x20;an&#x20;H-bridge&#x20;circuit&#x20;structure&#x20;and&#x20;PWM&#x20;modulation.&#x20;The&#x20;various&#x20;STDP&#x20;curves&#x20;have&#x20;been&#x20;emulated&#x20;in&#x20;one&#x20;CMOS-memristor&#x20;hybrid&#x20;circuit,&#x20;and&#x20;furthermore&#x20;a&#x20;simple&#x20;neural&#x20;network&#x20;operation&#x20;was&#x20;demonstrated&#x20;for&#x20;associative&#x20;learning&#x20;such&#x20;as&#x20;Pavlovian&#x20;conditioning.&#x20;The&#x20;proposed&#x20;circuit&#x20;is&#x20;expected&#x20;to&#x20;facilitate&#x20;large-scale&#x20;operations&#x20;for&#x20;neuromorphic&#x20;computing&#x20;through&#x20;its&#x20;scale-up.</dcvalue>
<dcvalue element="language" qualifier="none">English</dcvalue>
<dcvalue element="publisher" qualifier="none">Nature&#x20;Publishing&#x20;Group</dcvalue>
<dcvalue element="title" qualifier="none">Hybrid&#x20;CMOS-Memristor&#x20;synapse&#x20;circuits&#x20;for&#x20;implementing&#x20;Ca&#x20;ion-based&#x20;plasticity&#x20;model</dcvalue>
<dcvalue element="type" qualifier="none">Article</dcvalue>
<dcvalue element="identifier" qualifier="doi">10.1038&#x2F;s41598-024-68359-x</dcvalue>
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<dcvalue element="identifier" qualifier="bibliographicCitation">Scientific&#x20;Reports,&#x20;v.14,&#x20;no.1</dcvalue>
<dcvalue element="citation" qualifier="title">Scientific&#x20;Reports</dcvalue>
<dcvalue element="citation" qualifier="volume">14</dcvalue>
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