[发明专利]一种竞争神经网络芯片及其使用方法

权利要求书

1.一种竞争神经网络芯片，其特征在于，包括神经元阵列、权值译码器、输入译码器和侧抑制单元阵列；

所述神经元阵列包括沿横向排布的神经元，所述神经元包括沿纵向排布的突触；所述突触包括相互电连接的可重构场效应晶体管与放电电容；所述神经元中可重构场效应晶体管的可编程栅极与所述权值译码器电连接，所述神经元阵列中每一行突触的可重构场效应晶体管的控制栅极与所述输入译码器电连接；所述神经元阵列中各个所述神经元的输出端连接所述侧抑制单元阵列；

所述权值译码器用于通过所述可编程栅极向所述可重构场效应晶体管烧录权重值，所述输入译码器用于通过所述控制栅极向所述可重构场效应晶体管输入控制电压，以产生充电电流对所述放电电容进行充电，完成乘积累加运算；所述侧抑制单元阵列用于对所述神经元的输出电压进行比较，输出最大的所述输出电压。

2.根据权利要求1所述的竞争神经网络芯片，其特征在于，所述侧抑制单元阵列包括呈阵列排布的竞争单元；所述侧抑制单元阵列中横向竞争单元的数量与纵向竞争单元的数量均与所述神经元的数量相同；所述竞争单元包括可重构场效应晶体管，沿预设对角线分布的所述可重构场效应晶体管源极和漏极连接同一输入信号线。

3.根据权利要求2所述的竞争神经网络芯片，其特征在于，所述侧抑制单元阵列中可重构场效应晶体管的控制栅极作为所述侧抑制单元阵列的输出端与处理电路电连接。

4.根据权利要求3所述的竞争神经网络芯片，其特征在于，所述处理电路包括灵敏放大器和输出缓冲器。

5.根据权利要求1所述的竞争神经网络芯片，其特征在于，所述放电电容为MOM电容。

6.根据权利要求5所述的竞争神经网络芯片，其特征在于，单一所述突触中所述可重构场效应晶体管与所述MOM电容相互堆叠。

7.根据权利要求1所述的竞争神经网络芯片，其特征在于，所述权输入译码器通过数模转换器与所述神经元阵列电连接。

8.根据权利要求1所述的竞争神经网络芯片，其特征在于，所述权值译码器通过编程模块与所述神经元阵列电连接。

9.根据权利要求8所述的竞争神经网络芯片，其特征在于，还包括电荷泵，所述电荷泵与所述编程模块电连接，以向所述编程模块传输用于编程的电压。

10.一种竞争神经网络芯片的使用方法，其特征在于，包括：

获取训练后神经网络模型的权重值；

通过权值译码器将所述权重值烧录至神经元阵列的各个突触；所述竞争神经网络芯片包括神经元阵列、权值译码器、输入译码器和侧抑制单元阵列；所述神经元阵列包括沿横向排布的神经元，所述神经元包括沿纵向排布的突触；所述突触包括相互电连接的可重构场效应晶体管与放电电容；所述神经元中可重构场效应晶体管的可编程栅极与所述权值译码器电连接，所述神经元阵列中每一行突触的可重构场效应晶体管的控制栅极与所述输入译码器电连接；所述神经元阵列中各个所述神经元的输出端连接所述侧抑制单元阵列；

通过所述输入译码器向所述控制栅极输入控制电压，以产生充电电流对所述放电电容进行充电，完成乘积累加运算；

通过所述侧抑制单元阵列对所述神经元的输出电压进行比较，输出最大的所述输出电压。