[发明专利]可编程离散霍普菲尔德网络电路

摘要

本发明涉及集成电路和神经网络领域，特别涉及可编程离散霍普菲尔德网络电路，目的是为了用硬件电路来实现单层反馈式霍普菲尔德神经网络模型，实现模拟神经记忆功能。本发明提出了一种基于硬件电路的霍普菲尔德单层网络模型，主要通过可编程阈值电路来模拟神经元，反馈电容的电压记忆特性实现反馈功能。本发明通过数字时钟脉冲来控制各个传输门开关的开启与关闭，从而实现离散型霍普菲尔德网络的功能。霍普菲尔德网络的功能先给网络中的每个反馈电容一个初始的状态，然后通过其余的开关控制整个霍普菲尔德电路工作，最终实现给定一个初始态，通过霍普菲尔德网络电路寻找到一个最终的稳定状态的目标。本发明适用于模拟神经元。

主权项

可编程离散霍普菲尔德网络电路，包括数字时钟模块，其特征在于，还包括N个霍普菲尔德反馈网络主体，所述霍普菲尔德反馈网络主体包括第一电源模块、可编程阈值电路、场效应管、反馈电容及第一传输门开关；数字时钟模块，用于产生各种所需时钟对所有的传输门开关进行控制；可编程阈值电路，用于模拟神经元，每一个可编程阈值电路的输出反向之后都反馈回所有的可编程阈值电路作为输入；场效应管，用于将可编程阈值电路的输出电平进行反向；第一传输门开关，用于控制可编程阈值电路的输出反向之后的电平及反馈电容的输出反馈回所有的可编程阈值电路；所述可编程阈值电路中神经元场效应管的漏极输出连接到场效应管的栅极上，控制场效应管的的导通与关闭，所述反馈电容的一端接地，另一端与场效应管的漏极连接，所述反馈电容与场效应管的漏极连接的一端与第一电源模块连接，每一个可编程阈值电路对应N个权值选择电路及N个第一传输门开关，N为大于或等于2的正整数；所述可编程阈值电路包括权值选择电路，所述权值选择电路与所述可编程阈值电路中神经元场效应管的栅电极连接，所述权值选择电路的一条支路由一个电阻和一个忆阻器构成，用于形成具有正权值的栅电极连接；另一条支路由运放实现的反向比例器构成，用于形成具有负权值特性的栅电极连接；所述霍普菲尔德反馈网络主体还包括第二传输门开关，所述反馈电容通过第二传输门开关与第一电源模块连接；还包括第三传输门开关模块，用于控制选择权值选择电路的一条支路连接到可编程阈值电路中神经元场效应管的栅电极上，所述第三传输门开关模块包括两个传输门开关，分别设置在所述权值选择电路的两条支路上。