Spiking Neural Networks (SNNs) are promising for energy-efficient spatiotemporal pattern recognition at the edge, but efficient deployment and on-device adaptation require specialized hardware. In this work, we present an FPGA implementation of multilayer SNNs for spatiotemporal pattern classification, in which both inference and training take place on the same hardware. Our design adopts a temporal-forward-only training algorithm that avoids the memory and latency overhead associated with traditional Backpropagation Through Time (BPTT). A mixed-precision scheme balances training stability with resource efficiency, and architectural optimization maximizes hardware and memory utilization. We further identify and resolve hazards that arise when inference and learning share the same memory, including port conflicts between the forward and backward access patterns and read-after-write dependencies in floating-point potential accumulation. Experimental evaluations on MNIST and five multivariate time-series classification datasets demonstrate that, with fully on-chip training, our SNN model achieves accuracy comparable to SNN or LSTM trained with BPTT. Compared to CPU and GPU based implementations, our FPGA design delivers 2.5 to 6 times higher throughput while consuming an order of magnitude less energy per sample.


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神经网络(Neural Networks)是世界上三个最古老的神经建模学会的档案期刊:国际神经网络学会(INNS)、欧洲神经网络学会(ENNS)和日本神经网络学会(JNNS)。神经网络提供了一个论坛,以发展和培育一个国际社会的学者和实践者感兴趣的所有方面的神经网络和相关方法的计算智能。神经网络欢迎高质量论文的提交,有助于全面的神经网络研究,从行为和大脑建模,学习算法,通过数学和计算分析,系统的工程和技术应用,大量使用神经网络的概念和技术。这一独特而广泛的范围促进了生物和技术研究之间的思想交流,并有助于促进对生物启发的计算智能感兴趣的跨学科社区的发展。因此,神经网络编委会代表的专家领域包括心理学,神经生物学,计算机科学,工程,数学,物理。该杂志发表文章、信件和评论以及给编辑的信件、社论、时事、软件调查和专利信息。文章发表在五个部分之一:认知科学,神经科学,学习系统,数学和计算分析、工程和应用。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/nn/
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