[发明专利]基于相变材料的神经网络器件

说明书

根据一实施例，本发明的基于相变材料的神经网络器件包括：多个神经元，配置在各个输入层及输出层；多个相变材料(PCM，Phase Change Material)，用于使上述输入层的输入线及上述输出层的输出线之间相连接；以及至少一个反向脉冲发射器(BSG，Backward Spike Generator)，通过多个上述神经元共享，以分别从上述输出层的多个神经元输出的输出脉冲为基础生成尖峰脉冲。

技术领域

以下说明涉及基于相变材料(PCM，Phase Change Material)来对人的神经系统进行建模的神经网络器件，更详细地，涉及减少建模的电路面积的神经网络器件。

背景技术

现有的神经网络器件被建模成包括增幅多个列输入信号来接收的多个输入驱动增幅器及增幅多个低输出信号来输出的多个输入驱动增幅器的电路。在这种情况下，现有的神经网络器件将多个输入驱动放大器及多个输出放大器形成为相同结构(例如，包括反向脉冲驱动器、正向脉冲驱动器及独享(WTA，Winner-Takes-All)驱动器的结构)驱动器，多个输入驱动增幅器及多个输出增幅器均包括生成尖峰脉冲的尖峰脉冲发射器(SG，SpikeGenerator)。在授权专利公报第10-0183406号中已揭示这种现有的神经网络器件的技术。

对此，现有的神经网络器件具有多个输入驱动增幅器及多个输出增幅器的电路面积被扩大建模的缺点，由此，具有整体电路面积也将增加的缺点。并且，在现有的神经网络器件中，与多个输入驱动增幅器及多个输出增幅器具有与功能(例如，脉冲输入或脉冲输出)无关的不必要的结构要素，因此具有能量消耗大的缺点。

因此，以下的多个实施例提供解决这种现有的神经网络器件的缺点的技术。

发明内容

技术问题

多个一实施例提供减少对人的神经系统进行建模的电路面积及能量消耗的基于相变材料的神经网络器件。

具体地，多个一实施例提供如下的神经网络器件，即，代替在现有的神经网络器件中，与多个输入驱动增幅器及多个输出驱动增幅器相对应的多个神经元所包括的尖峰脉冲发射器，共享至少一个反向脉冲发射器(BSG，Backward Spike Generator)。

并且，多个一实施例提供多个神经元按各个层包括不同的结构要素的神经网络器件。

解决问题的手段

根据一实施例，基于相变材料的神经网络器件包括：配置在各个输入层及输出层；多个相变材料，用于使上述输入层的输入线及上述输出层的输出线之间相连接；以及至少一个反向脉冲发射器，通过多个上述神经元共享，以从上述输出层的多个神经元输出的输出脉冲为基础生成尖峰脉冲。

根据一实施方式，在多个上述神经元中的各个上述层可包括不同的结构要素。

根据再一实施方式，除反向脉冲驱动器之外，上述输入层的多个神经元可包括P型金属氧化物半导体(PMOS)及N型金属氧化物半导体(NMOS)，除正向脉冲驱动器之外，上述输出层的多个神经元分别包括P型金属氧化物半导体及N型金属氧化物半导体。

根据另一实施方式，基于上述相变材料的神经网络器件还可包括用于使从多个上述神经元输出的脉冲的定时同步的至少一个控制电路。

根据还有一实施方式，至少一个上述控制电路可设置于各个上述层。

根据又一实施方式，至少一个上述控制电路可包括：第一等级控制电路，用于使从上述输入层的多个神经元输出的脉冲的定时同步；第二等级控制电路，用于使从上述输出层的多个神经元输出的输出脉冲的定时同步；以及全局控制电路，用于控制上述第一等级控制电路及上述第二等级控制电路。