[发明专利]RBF神经元电路及其工作方法

摘要

本发明提供一种RBF神经元电路及其工作方法，该电路包括第一Gilbert乘法器、第二Gilbert乘法器、开平方根电路、电阻及类高斯函数产生电路；第一Gilbert乘法器、第二Gilbert乘法器的电流输出端分别连接开平方根电路的输入端；开平方根电路的输出端分别连接电阻的一端及类高斯函数产生电路的电流输入端；电阻的另一端接地。通过给定适当的外界偏置电压，可产生一个中心可变、形状可变的二维类高斯函数。本发明可集成为专用的神经网络芯片，具有体积小、便携带、可嵌入等优点，可以实现高度的并行计算，克服了软件实现RBF神经元电路模块的体积大、不易携带、不易嵌入、运算速度慢的缺陷。

主权项

1.一种RBF神经元电路，其特征在于：包括第一Gilbert乘法器、第二Gilbert乘法器、开平方根电路、电阻及类高斯函数产生电路；所述第一Gilbert乘法器、第二Gilbert乘法器的电流输出端连接开平方根电路的输入端；开平方根电路的输出端分别连接电阻的一端及类高斯函数产生电路的电流输入端；电阻的另一端接地；所述第一Gilbert乘法器第一输入端为神经元电路的第一输入端Vx，所述第二Gilbert乘法器第一输入端为神经元电路的第二输入端Vy，所述第一Gilbert乘法器第二输入端为神经元电路的第一控制端Vx0，所述第二Gilbert乘法器第二输入端为神经元电路的第二控制端Vy0，类高斯函数产生电路的第一输入端为神经元电路的第三控制端V1，类高斯函数产生电路的第二输入端为神经元电路的第四控制端V2，类高斯函数产生电路的输出端为神经元电路的输出Iout，其中Vx0、Vy0用来控制类高斯函数的中心，V1和V2用来控制类高斯函数的形状，通过在四个控制端加载适当的偏置电压，产生一个中心可变、形状可变的二维类高斯函数，二维平面上的点的坐标由Vx，Vy输入，对应的类高斯函数值由Iout输出；所述类高斯函数产生电路包括第二十七至第五十二晶体管M27～M52；第二十七晶体管M27发射极、第二十八晶体管M28发射极及第三十五至第四十二晶体管M35～M42发射极连接在一起接高电平；所述第二十七晶体管M27基极分别接第二十七晶体管M27的集电极及第二十八晶体管M28基极；第二十七晶体管M27的集电极接第二十九晶体管M29的发射极；第二十八晶体管M28集电极接第三十晶体管M30发射极；第二十九晶体管M29基极分别接第二十九晶体管M29集电极及第三十晶体管M30基极；第二十九晶体管M29集电极接第三十一晶体管M31集电极；第三十晶体管M30集电极接第四十七晶体管M47集电极；第三十一晶体管M31集电极接其基极；第三十一晶体管M31基极分别接第三十一晶体管M31集电极及第三十二晶体管M32基极；第三十一晶体管M31发射极接第三十三晶体管M33集电极；第三十二晶体管M32集电极接第三十五晶体管M35集电极；第三十二晶体管M32发射极接第三十四晶体管M34集电极；第三十三晶体管M33基极分别接第三十三晶体管M33集电极及第三十四晶体管M34基极；第三十三晶体管M33发射极、第三十四晶体管M34发射极、第五十至第五十二晶体管M50～M52发射极连接在一起接地；第三十五晶体管M35基极分别连接第三十五晶体管M35集电极、第三十六晶体管M36基极、第四十一晶体管M41基极及第四十二晶体管M42基极；第三十六晶体管M36集电极接第三十七晶体管M37基极；第三十七晶体管M37集电极分别接第四十三晶体管M43集电极及第四十五晶体管M45集电极；第三十七晶体管M37基极接第三十八晶体管M38基极；第三十八晶体管M38集电极、第三十九晶体管M39集电极、第四十二晶体管M42集电极连接在一起接输出Iout3；第三十九晶体管M39基极分别接第四十晶体管M40基极及第四十一晶体管M41集电极；第四十晶体管M40集电极分别接第四十四晶体管M44集电极及第四十六晶体管M46集电极；第四十三晶体管M43基极与第四十六晶体管M46基极一起接输入Vin，第四十三晶体管M43发射极分别接第四十四晶体管M44发射极及第四十八晶体管M48集电极；第四十四晶体管M44基极接V1；第四十五晶体管M45基极接V2；第四十五晶体管M45发射极分别接第四十六晶体管M46发射极及第四十九晶体管M49集电极；第四十七晶体管M47基极分别接第四十七晶体管M47集电极、第四十八晶体管M48基极、第四十九晶体管M49基极；第四十七晶体管M47发射极接第五十晶体管M50集电极；第四十八晶体管M48发射极接第五十一晶体管M51集电极；第四十九晶体管M49发射极接第五十二晶体管M52集电极；第五十晶体管M50基极分别接第五十晶体管M50集电极、第五十一晶体管M51基极、第五十二晶体管M52基极；所述开平方根电路包括第十八至第二十六晶体管M18～M26；所述第十八晶体管M18集电极及第十九晶体管M19基极连接作为开平方根电路输入端Iin；第十八晶体管M18基极分别接第二十六晶体管M26基极、第十九晶体管M19发射极及第二十四晶体管M24集电极；第十九晶体管M19基极接第二十一晶体管M21基极；第二十晶体管M20基极接其集电极；第二十一晶体管M21发射极接第二十晶体管M20集电极；第二十一晶体管M21集电极接第二十二晶体管M22集电极；第二十二晶体管M22基极接第二十三晶体管M23基极；第十九晶体管M19集电极、第二十二晶体管M22发射极及第二十三晶体管M23发射极连接在一起接高电平；第二十三晶体管M23集电极分别接第二十五晶体管M25集电极及输出Iout2；第二十四晶体管M24基极分别接第二十五晶体管M25基极与输出端Vb；第二十六晶体管M26集电极接输出Iout2；第十八晶体管M18发射极及第二十四至第二十六晶体管M24～M26发射极连接在一起接地。