[发明专利]一种数模混合神经元电路

权利要求书

1.一种数模混合神经元电路，其特征在于，包括：数据存储器、数据选择电路、权重存储器、开关电容神经元电路、锁存电路和加法电路，其中，

所述数据存储器，用于存储激活值；

所述权重存储器，用于存储与所述激活值一一对应的二值权重值；

所述数据选择电路，用于选择mbit目标激活值的其中4bit，所述mbit目标激活值为所述数据存储器中存储的任一激活值，其中，m＝2ⁿ，且n≥3；

所述开关电容神经元电路，用于对每一次选择的4bit激活值和所述mbit目标激活值对应的二值权重值进行卷积操作，得到相应的模拟电压值；

所述锁存电路，用于锁定并存储经所述加法电路得到的模拟电压值；

所述加法电路，用于对所述锁存电路中锁存的模拟电压值和当次卷积操作得到的模拟电压值进行加法计算。

2.根据权利要求1所述的数模混合神经元电路，其特征在于，

所述开关电容神经元电路，用于对第1次选择的4bit激活值和所述mbit目标激活值对应的二值权重值进行卷积操作，得到模拟电压值；

所述加法电路，用于对所述模拟电压值和初始模拟电压值进行加法计算得到第一模拟电压值；

所述锁存电路，用于锁定并存储所述第一模拟电压值；

复用所述开关电容神经元电路对第k次选择的4bit激活值和所述mbit目标激活值对应的二值权重值进行卷积操作，得到模拟电压值V_k，其中，k＝2,…m/4；

所述加法电路对所述模拟电压值V_k和第k-1次锁存的模拟电压值进行加法计算得到第二模拟电压值，直至k＝m/4时输出所述第二模拟电压值；

所述锁存电路，用于锁定并存储所述第二模拟电压值。

3.根据权利要求1或2所述的数模混合神经元电路，其特征在于，所述开关电容神经元电路包括：异或逻辑电路、开关电容阵列、偏置电路和运算放大器，其中，

所述异或逻辑电路，用于对输入数据N个维度中每一个维度数据的二值权重和该维度数据的定点量化激活值的每一位进行乘法操作；

所述开关电容阵列，用于向所述运算放大器提供分压；

所述偏置电路，用于修正所述分压；

所述运算放大器，基于所述偏置电路修正后的分压对所述异或逻辑电路输出结果进行宽矢量求和，输出模拟电压值。

4.根据权利要求3所述的数模混合神经元电路，其特征在于，所述开关电容阵列包括N*4个设定大小的开关电容、2N*4+1个开关，所述开关基于获取的二相非重叠时钟信号，控制所述开关电容阵列中N*4个设定大小的开关电容的连接状态，其中，

所述二相非重叠时钟信号为φ1时，所述开关电容阵列中N*4个设定大小的开关电容的两个基板均与参考地相连，电容清零；

所述二相非重叠时钟信号为φ2时，基于所述异或逻辑电路输出结果，所述开关电容阵列中N*4个设定大小的开关电容的一个极板与参考电源或参考地相连，电容的另一极板与所述运算放大器正向输入端相连。

5.根据权利要求4所述的数模混合神经元电路，其特征在于，基于所述异或逻辑电路输出结果，所述开关电容阵列中N*4个设定大小的开关电容的一个极板与参考电源或参考地相连，包括：

所述异或逻辑电路输出结果为1时，其对应电容的一个极板通过所述开关与参考电源相连；

所述异或逻辑电路输出结果为0时，其对应电容的一个极板通过所述开关与参考地相连。

6.根据权利要求4或5所述的数模混合神经元电路，其特征在于，通过15个容值为Cu的单位电容构成4个不同容值的开关电容。

7.根据权利要求6所述的数模混合神经元电路，其特征在于，所述4个不同容值的开关电容，其电容大小依次为Cu，2¹Cu，2²Cu，2³Cu。