[发明专利]一种CNN动态可重构的联想记忆电路

说明书

本发明公开了一种CNN动态可重构的联想记忆电路，包括耦合的第1细胞神经元电路和第2细胞神经元电路，第1细胞神经元电路和第2细胞神经元电路的电路结构相同，均包括：外部信号输入端、模板参数控制端、记忆信号输出端和运算电路，运算电路与外部信号输入端、模板参数控制端和记忆信号输出端相连，用于对外部输入信号、模板A参数、模板B参数和偏置量参数进行运算操作，得到联想记忆结果。本发明能够实现多种记忆模板间动态转换，结构简单，易于超大规模电路实现，稳定性高。

技术领域

本发明属于联想记忆技术领域，特别涉及了一种CNN动态可重构的联想记忆电路。

背景技术

联想记忆是利用事物间的联系通过联想进行记忆的方法。在神经计算邻域，可描述为一种模拟人脑信息存储和回忆的机制，使得满足一定条件的检索探针能够寻找到一系列预先存储于系统中的标准模板。在传统的人工神经网络电路中,如Hopfield网络，神经元及其突触的搭建结构复杂，不便于VLSI的实现。

细胞神经网络(CNN)是一种能实时、高速并行处理信号的大规模非线性模拟电路，易于超大规模电路(VLSI)的实现。采用细胞神经网络构建的电路，其逻辑行为由各神经元模板参数决定，也即是在维持电路拓扑结构不变的基础上，实现逻辑功能的重构。

发明内容

为了解决上述背景技术提出的技术问题，本发明旨在提供一种CNN动态可重构的联想记忆电路，能够实现多种记忆模板间动态转换，结构简单，易于超大规模电路实现，稳定性高。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：

一种CNN动态可重构的联想记忆电路，所述联想记忆电路包括耦合的第1细胞神经元电路和第2细胞神经元电路，第1细胞神经元电路和第2细胞神经元电路的电路结构相同，均包括：

外部信号输入端，用于接收外部输入信号；

模板参数控制端，用于接收模板A参数、模板B参数和偏置量参数，通过改变这3个参数值，实现联想记忆电路在各种记忆模板之间进行动态转换；

记忆信号输出端，用于输出联想记忆结果；

运算电路，它分别与外部信号输入端、模板参数控制端和记忆信号输出端相连，用于对外部输入信号、模板A参数、模板B参数和偏置量参数进行运算操作，得到联想记忆结果。

第1细胞神经元电路的输出信号反馈给第2细胞神经元电路，第2细胞神经元电路的输出信号反馈给第1细胞神经元电路。

进一步地，所述运算电路根据如下稳定状态方程得到联想记忆的结果：

上式中，u_i为第i个细胞神经元电路的外部输入信号；b_i为第i个细胞神经元电路的模板B参数；a_i1,a_i2为第i个细胞神经元电路的模板A参数；z_i为第i个细胞神经元电路的偏置量参数；x_i为第i个细胞神经元电路的系统状态变量；y(x_i)为第i个细胞神经元电路的输出信号。

进一步地，所述第i个细胞神经元电路的模板A参数a_i1,a_i2，i＝1,2，满足下列两个不等式组之一：

or

此时联想记忆电路的输出能够收敛于稳定值。