[发明专利]基于动态忆阻器的储备池计算系统

权利要求书

1.一种基于动态忆阻器的储备池计算系统，其特征在于，包括：

时分复用模块，包括n个并行的掩膜单元，各掩模单元分别根据不同的掩模信号，以各掩模信号为载波对输入信号的振幅进行调制，得到n个不同的振幅正比于输入信号的二值电压信号V_ini，i＝1,2,…,n；

储备池模块，包括n个储备池单元，各储备池单元均分别包括相连接的动态忆阻器DM_i和负载电阻R_Li，i＝1,2,…,n，各动态忆阻器DM_i的一端作为所在储备池单元的输入端与相应的一个掩膜单元的输出端连接，各动态忆阻器DM_i的另一端与相应负载电阻R_Li的一端连接后作为所在储备池单元的输出端，负载电阻R_Li另一端接地；通过动态忆阻器DM_i对来自掩模单元的电压信号V_ini进行动态响应，建立不同时间步信号之间的反馈连接，同时对输入的电压信号V_ini进行非线性变换，实现激活函数的作用，得到电流信号；通过负载电阻R_Li将动态忆阻器输出的电流信号转换成电压信号V_outi进行输出；

乘加模块，采用非挥发性忆阻器阵列，利用基尔霍夫规则将来自储备池模块的n个电压信号V_ini与非挥发性忆阻器的电导值进行乘加运算得到对应的n个电流信号I_outi进行输出，各非挥发性忆阻器的电导值与所述储备电池系统输出的权重值相对应。

2.根据权利要求1所述的储备池计算系统，其特征在于，各掩膜单元采用振幅调制器或者基于模拟开关的数字电路中的任意一种或两种的组合。

3.根据权利要求2所述的储备池计算系统，其特征在于，所述基于模拟开关的数字电路包括运算放大器、模拟开关和两个电阻，所述掩膜单元的信号输入端通过第一电阻与运算放大器的反相输入端连接，运算放大器的反相输入端与运算放大器的输出端之间并联有第二电阻，运算放大器的同相输入端接地，运算放大器的输出端接入模拟开关的第一通道选择端，模拟开关的第二通道选择端接入第一电阻与掩膜单元的信号输入端之间，掩模信号由模拟开关的输入端输入，模拟开关的输出端作为掩模单元的输出端。

4.根据权利要求1所述的储备池计算系统，其特征在于，所述储备池模块内的各动态忆阻器选用氧空位迁移扩散型型忆阻器、金属离子迁移扩散型忆阻器或界面电荷捕获释放型忆阻器。

5.根据权利要求1所述的储备池计算系统，其特征在于，将所述乘加模块中同一行的两个非挥发性忆阻器的电导值相减得到负权重值。

6.根据权利要求1所述的储备池计算系统，其特征在于，所述乘加模块包括交叉排布的n条上电极和n条下电极，在上、下电极的每个交叉点处设置一个非挥发性忆阻器。

7.根据权利要求6所述的储备池计算系统，其特征在于，所述非挥发性忆阻器选用氧空位导电细丝型忆阻器或金属离子导电细丝型忆阻器。