Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden Konzepte und dedizierte Hardware entwickelt, die es erlauben, großskalige pulsgekoppelte neuronale Netze in Hardware zu realisieren. Die Arbeit basiert auf dem analogen VLSI-Modell eines pulsgekoppelten neuronalen Netzes, welches synaptische Plastizität (STPD) in jeder einzelnen Synapse beinhaltet. Das Modell arbeitet analog mit einem Geschwindigkeitszuwachs von bis zu 10^5 im Vergleich zur biologischen Echtzeit. Aktionspotentiale werden als digitale Ereignisse übertragen. Inhalt dieser Arbeit sind vornehmlich die digitale Hardware und die Übertragung dieser Ereignisse. Das analoge VLSI-Modell wurde in Verbindung mit Digitallogik, welche zur Verarbeitung neuronaler Ereignisse und zu Konfigurationszwecken dient, in einen gemischt analog-digitalen ASIC integriert, wobei zu diesem Zweck ein automatisierter Arbeitsablauf entwickelt wurde. Außerdem wurde eine entsprechende Kontrolleinheit in programmierbarer Logik implementiert und eine Hardware-Plattform zum parallelen Betrieb mehrerer neuronaler Netzwerkchips vorgestellt. Um das VLSI-Modell auf mehrere neuronale Netzwerkchips ausdehnen zu können, wurde ein Routing-Algorithmus entwickelt, welcher die Übertragung von Ereignissen zwischen Neuronen und Synapsen auf unterschiedlichen Chips ermöglicht. Die zeitlich korrekte Übertragung der Ereignisse, welche eine zwingende Bedingung für das Funktionieren von Plastizitätsmechanismen ist, wird durch diesen Algorithmus sichergestellt. Die Funktionalität des Algorithmus wird mittels Simulationen verifiziert. Weiterhin wird die korrekte Realisierung des gemischt analog-digitalen ASIC in Verbindung mit dem zugehörigen Hardware-System demonstriert und die Durchführbarkeit biologisch realistischer Experimente gezeigt. Das vorgestellte großskalige physikalische Modell eines neuronalen Netzwerks wird aufgrund seiner schnellen und parallelen Arbeitsweise für Experimentierzwecke in den Neurowissenschaften einsetzbar sein. Als Ergänzung zu numerischen Simulationen bietet es vor allem die Möglichkeit der intuitiven und umfangreichen Suche nach geeigneten Modellparametern
