[发明专利]一种仿脑的数模混合神经元电路及方法

说明书

本发明公开了一种仿脑的数模混合神经元电路及方法，包括：神经元内核电路，所述神经元内核电路包括依次连接的输入路由模块、输入脉冲电压积分模块、积分后电压与阈值电压比较锁存模块、输出信号与输出延迟信号异或运算模块以及输出脉冲信号路由模块。本发明有益效果：时序元件“锁存器”得到的逻辑信号，可以进行本地记忆存储；实现了对于输入信号的神经元内部的临时记忆存储功能。输入输出神经信号可以经过路由配置，可连接到上层，水平层或下层网络的神经元。

技术领域

本发明属于仿脑工作机制技术领域，尤其涉及一种仿脑的数模混合神经元电路及方法。

背景技术

针对目前的仿脑科学发展，一种新的脉冲神经网络芯片与系统得到发展与应用。但是， 发明人发现，目前发明的仿脑神经元电路均不能满足脉冲神经网络的需求，需要设计一种新 的仿脑数模混合神经元电路。

现有技术公开了用于集成人工神经元器件的不应电路系统，其在不应时间内禁止积分输 入信号，无法随时对输入信号进行积分。

现有技术公开了基于MOS场效应晶体管的模拟脉冲神经元的硬件电路，其利用MOS管模 拟神经脉冲，控制过程复杂，故障率高。

因此，发明人认为，现有技术均没有给出针对脉冲神经网络的仿脑数模混合神经元电路， 以及对应仿脑数模混合神经元电路的内部结构。

发明内容

本发明提出了一种仿脑的数模混合神经元电路及方法，能够随时对输入信号进行不断的 积分，也可以不对输入信号进行积分，将输入信号直接与阈值电压进行比较。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

在一个或多个实施方式中公开的一种仿脑的数模混合神经元电路，包括：神经元内核电 路，所述神经元内核电路包括依次连接的输入路由模块、输入脉冲电压积分模块、积分后电 压与阈值电压比较锁存模块、输出信号与输出延迟信号异或运算模块以及输出脉冲信号路由 模块。

进一步地，还包括：在所述输入路由模块与输出脉冲信号路由模块之间设置控制开关旁 路，所述控制开关旁路接通时，输入信号直接通过控制开关旁路进入输出脉冲信号路由模块。

进一步地，输入信号经过输入路由模块进入神经元内核电路；

或者，输入信号经过输入路由模块和控制开关旁路直接输出。

进一步地，所述输入脉冲电压积分模块为开关电容积分器，用于实现对输入脉冲电压信 号的积累。

进一步地，采用动态比较锁存器对输入脉冲电压信号积累后的电压与阈值电压进行比较， 如果累积后电压大于阈值电压，则神经元被激活，比较结果进行锁存。否则，不输出脉冲信 号。

进一步地，所述积分后电压与阈值电压比较锁存模块的输出信号分为两路，其中一路直 接馈送到异或门电路，另外一路经过延迟单元馈送到异或门电路；所述异或门电路输出一段 高电平脉冲。

在一个或多个实施方式中公开的一种仿脑的数模混合神经元电路的实现方法，包括：

脉冲电压信号通过开关-电容积分器进行累积，累积后的电压与设定的阈值电压进行比较， 如果累积后的电压大于设定的阈值电压，则输出高电平信号，否则，输出低电平信号；输出 的信号与经过设定时间延迟后的输出信号进行异或计算，输出一段时间为T的高电平脉冲信 号。

进一步地，脉冲电压信号如果不进行积分，则输入信号直接输出。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

时序元件“锁存器”得到的逻辑信号，可以进行本地记忆存储；实现了对于输入信号的 神经元内部的临时记忆存储功能。

输入输出神经信号可以经过路由配置，可连接到上层，水平层或下层网络的神经元。