[发明专利]前馈网络拓扑数模混合神经网络电路

摘要

本发明公开了一种前馈网络拓扑数模混合神经网络电路，包括m个输入端、m行n列神经节点、主控制器模块、n‑1个寄存器模块、互连网络模块以及互连总线。m个输入端分别与第一列对应神经节点的输入端相连；每个所述神经节点均包括神经形态单元和微控制器单元。所述神经节点中的微控制器单元，用于实现多种软件定义的突触可塑性规则及蛋白调控规则；神经节点之间通过所述互连网络进行相互连接，形成具有前馈拓扑结构特性的数模混合神经网络电路。所述主控制器模块的输出端与n‑1个寄存器模块的输入端相连接，主控制器模块通过控制n‑1个寄存器模块，来调整互连网络的结构，从而实现不同前馈拓扑结构的数模混合神经网络电路。

主权项

1.一种前馈网络拓扑数模混合神经网络电路，其特征在于：包括m个输入端、m行n列神经节点、主控制器模块、n‑1个寄存器模块、互连网络以及互连总线，m和n为大于1的自然数；m个输入端分别与第一列对应神经节点的输入端相连，为第一列神经节点提供外部电流输入，其他非第一列神经节点输入端由与其相连神经节点的输出端连接；每个所述神经节点均包括神经形态单元和微控制器单元；所述神经节点中的微控制器单元，用于实现多种软件定义的突触可塑性规则及蛋白调控规则，根据所述规则实现对神经形态单元的输出行为进行调整；所述互连总线是相邻微控制器之间的连接总线，相邻微控制器通过互连总线进行相互通信，模拟模仿生物体内的蛋白调控网络，根据软件定义的蛋白调控规则实现对神经形态单元输出行为的调整；神经节点之间通过所述互连网络进行相互连接，形成具有前馈拓扑结构特性的数模混合神经网络电路；所述主控制器模块的输出端与n‑1个寄存器模块的输入端相连接，主控制器模块通过控制n‑1个寄存器模块，来调整互连网络的结构，从而实现不同前馈拓扑结构的数模混合神经网络电路；所述互连网络包括m×（n‑1）个多路复用器模块M_ij，1≤i≤m，1≤j≤n‑1，每个多路复用器模块M_ij的输出端均与相对应的神经节点N_i(j+1)的输入端相连接，每个多路复用器模块M_ij的输入端均与神经节点N_i(j+1)之前所有的神经节点N_ab相连接，1≤a<i，1≤b<j+1；所述每个多路复用器模块M_ij的控制端都与对应寄存器j的输出端连接，寄存器j不同的输出端控制不同的多路复用器模块，实现主控制器通过n‑1个寄存器控制多路复用器模块的目的，从而完成神经节点之间的前馈连接。