[发明专利]一种数模混合神经网络芯片体系结构

摘要

本发明公开了一种数模混合神经网络芯片体系结构。包括二维SRAM块、模拟突触电路、神经元电路、AER通信模块和主控数字单元，以二维SRAM块作为神经网络连接关系和突触权值的存储单元，模拟突触电路和神经元电路均由工作在亚阈值区的MOSFET电路构成，AER通信模块作为芯片输入和输出接口，采用AER协议通信，所述体系结构中的所有控制电路均采用同步数字电路。本发明不仅具有低功耗、高并行度的特点，同时能在合理的芯片面积内，实现神经元功能较为复杂、网络规模较大且连接较为灵活的神经网络算法。

主权项

一种数模混合神经网络芯片体系结构，其特征在于：包括二维SRAM块、模拟突触电路、神经元电路和AER通信模块，以二维SRAM块作为神经网络连接关系和突触权值的存储单元，模拟突触电路和神经元电路均由工作在亚阈值区的MOSFET电路构成，以AER通信模块作为芯片输入和输出接口，采用AER协议通信，所述体系结构中的所有控制电路均采用同步数字电路；所述的二维SRAM块包括了SRAM单元阵列、地址解码器、SRAM控制单元、差分读出单元和权值处理单元，SRAM单元阵列中的每行SRAM通过一差分读出单元与模拟突触电路的输入端连接，模拟突触电路的输出端与神经元电路的输入端连接，模拟突触电路具有的线性特性，通过二维SRAM块中不同的SRAM单元来区分神经网络中不同神经元连接到同一神经元的不同突触；所述的模拟突触电路采用兴奋型突触电路或者抑制型突触电路；所述的兴奋型突触电路具体包括输入场效应管组和输出场效应管组，输入场效应管组包括四组以两个MOSFET串联连接而成的MOSFET组，四组MOSFET组并联连接后的漏极引出连接到输出场效应管组；输出场效应管组主要由四个MOSFET串联接而成，其中两个MOSFET源极引出连接到四组MOSFET组并联连接后的漏极端，第三个MOSFET与一个电容并联，电容的两端分别连接在第四个MOSFET的栅极和源极之间，第四个MOSFET的漏极端作为兴奋型突触电路的输出端；所述的抑制型突触电路在兴奋型突触电路的输出端添加两个MOSFET构成的电流镜，其中一个MOSFET的漏极连接在兴奋型突触电路的输出端，另一个MOSFET的漏极作为抑制型突触电路的输出端，两个MOSFET的栅极相连接，从而使得其输出电流的方向改变。