Luonnon tietojenkäsittelyjärjestelmät - aivot ja hermosto - ovat energiatehokkuudeltaan ja vikasietoisuudeltaan erinomaisia. Nämä ominaisuudet ovat usein tärkeinä tavoitteina myös keinotekoisissa järjestelmissä.

Tässä työssä haluttiin tutkia luonnon keinoja päästä edellämainittuihin ominaisuuksiin, sekä sitä, kuinka saatua tietoa voidaan soveltaa piirisuunnitteluun. Asian selvittämiseksi kartoitettiin nykyisen tietämyksen tasoa neuromorfismista ja sen nykyisiä sovellutuksia. Lisäksi selvitettiin lähtökohtia tiedon soveltamiseksi piirisuunnitteluun, ja suunniteltiin neuromorfinen piirirakenne. Neuromorfismin sovellutuksia ja mahdollisuuksia pohdittiin myös yleisellä tasolla.

Työssä on käsitelty informaatioteoriaa ja sen merkitystä neuromorfismin soveltamisessa, pohdittu energiankulutusta, esitelty hermoston ja aivojen toimintaa, sekä mietitty lähtökohtia lähentää keinotekoista tietojenkäsittelyä biologisen vastineensa kanssa.

Rinnakkaistaminen ja alhaisen laskentatarkkuuden käyttäminen ovat eräitä luonnon keino- ja alhaisen energiankulutuksen ja vikasietoisuuden saavuttamiseksi. Rinnakkaistamisen etujen toteamiseksi suunniteltiin rinnakkaisiin ADA-lohkoihin pohjautuva kokonaisuus. Järjestelmän toimintaa analysoitiin sekä matemaattisesti että simuloinneilla. Suunniteltu ADA-järjestelmä toteutettiin 0,35 µm CMOS-teknologialla käyttäen hyväksi kelluvahilaisia transistoreja ja kynnysjännitteen alapuolista toiminta-aluetta.