[发明专利]模拟神经元的计算高效实施方式

权利要求书

1.一种设备，包括：

模拟神经网络，包括具有多个神经元的第一层，所述多个神经元被配置为被重复使用以形成模拟所述神经网络的第二层，每个神经元具有多个输入；

数字控制器，耦合到所述模拟神经网络以为所述多个输入中的每个输入提供权重；以及

存储器装置，耦合到所述数字控制器以存储所述多个输入中的每个输入的权重。

2.根据权利要求1所述的设备，还包括耦合到所述模拟神经网络以接收所述模拟神经网络的模拟输出的模数转换器，所述模数转换器被配置为将所述模拟神经网络的模拟输出转换成与所述数字控制器兼容的数字输出，所述模数转换器耦合到所述数字控制器以将所述数字输出发送到所述数字控制器。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其中所述多个神经元中的每个神经元的多个输出包括：

来自耦合到所述模拟神经网络的传感器的多个模拟输入中的模拟输入；以及

所述多个神经元中的每个神经元的输出。

4.根据权利要求3所述的设备，其中：

所述多个模拟输入被输入到神经网络的所述第一层；以及

所述模拟输入的计数等于所述神经元的计数。

5.根据权利要求4所述的设备，其中所述多个模拟输入被多路复用以形成并行信号的集合，所述并行信号的集合中的每个集合由所述模拟神经网络按顺序处理。

6.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中每个神经元包括第一电荷泵、第一运算放大器、第二电荷泵和第二运算放大器。

7.根据权利要求6所述的设备，其中：

所述第一电荷泵耦合到所述第一运算放大器；

所述第二电荷泵耦合到所述第二运算放大器；以及

所述第一运算放大器可操作为缓冲器，以当所述神经元与所述第一层相关联时保存所述神经元的输出，而所述第二运算放大器可操作为积分器，以当所述神经元被重复使用作为所述第二层的一部分时计算所述神经元的输出。

8.根据权利要求7所述的设备，其中所述第二运算放大器可操作来切换为作为另一个缓冲器操作，以当所述神经元被重复使用作为所述第二层的一部分时保存所述神经元的输出，而所述第一运算放大器可操作来切换为作为另一个积分器操作，以当所述神经元被进一步重复使用作为所述神经网络的第三层的一部分时计算所述神经元的输出。

9.根据权利要求6至权利要求8中任一项所述的设备，其中所述第一运算放大器和所述第二运算放大器中的每一者都与被配置为执行偏置补偿的电子组件耦合。

10.根据权利要求6至权利要求9中任一项所述的设备，其中所述第一运算放大器和所述第二运算放大器中的每一者都与被配置为放大所述模拟神经网络的输出的电子组件耦合。

11.根据权利要求6至权利要求10中任一项所述的设备，其中每个神经元还包括削波电路，所述削波电路被配置为削波所述第一运算放大器和所述第二运算放大器中的一者的输出，以将所述输出保持在电压值的预先确定的范围内。

12.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述多个神经元中的每个神经元具有包括多个开关的电子电路，其中所述多个开关中的每个开关的断开和闭合由所述数字控制器控制。

13.一种设备，用于神经网络的模拟神经元的电子电路，所述设备包括：

第一运算放大器，被配置为充当缓冲器以当所述神经元与所述神经网络的第一层相关联时保存所述神经元的输出；以及

第二运算放大器，被配置为充当积分器以当所述神经元被重复使用作为所述神经网络的第二层的一部分时计算所述神经元的输出。