Hardware-Aware Simulation of a Resistive-Crossbar Spiking Neural Network for Braille Keyboard Input Recognition

IEEE Access, 2026

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.1109/access.2026.3730743
Деректер сенімділігі 85 жоғары
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

Braille keyboards depend on external digital signal-processing circuits to interpret multiple tactile key presses and generate corresponding characters. In this work, we introduce a hardware-conscious neuromorphic design for Braille input detection, in which 8-bit Braille codes are represented by deterministic burst spiking patterns, identified by a Spiking Neural Network (SNN) with a differential resistive crossbar. Specifically, our design integrates D-flip-flop input latch, gated burst pattern generation, binary weight assignment, and discrete-time $1^{st}$ -order Leaky Integrate-and-Fire (LIF) neural dynamics. A 108-class Braille dataset representation scheme is tested at various noise levels to determine optimal LIF threshold and crossbar quantization. In addition, transient circuit simulations verify the presynaptic spiking process, which includes a Pierce gate oscillator, a Schmitt trigger, a MOD-3 counter, and pulse-shaping active RC components. The simulation results indicate the viability of a resistor-only SNN architecture for Braille code detection, paving the way for subsequent PCB prototyping and full-scale hardware verification.