[发明专利]一种基于忆阻的巴普洛夫联想记忆的人工神经网络电路

摘要

本发明公开了一种基于忆阻的巴普洛夫联想记忆的人工神经网络电路；包括突触电路、神经元电路和突触权值控制电路；突触电路包括n个输入端、n个输出端和(2x+1)个控制端，n个输入端分别接收n个输入电压；神经元电路包括n个输入端和一个输出端，n个输入端分别与突触电路的n个输出端一一对应连接，一个输出端输出激活电压V_out；突触权值控制电路包括n个输入端、一个反馈端和2x+1个输出控制端，n个输入端分别与突触电路的n个输入端一一对应连接，反馈端连接至神经元电路的输出端，2x+1个输出端分别与突触电路的2x+1个控制端一一对应连接，突触权值控制电路用于根据输入的状态和反馈的状态来输出相应的控制信号进而调整忆阻器阻值。

主权项

1.一种基于忆阻的巴普洛夫联想记忆的人工神经网络电路，其特征在于，包括：突触电路、神经元电路和突触权值控制电路；所述突触电路包括n个输入端、n个输出端和2x+1个控制端，n个输入端分别接收n个输入电压，所述突触电路用于将输入电压乘以权值再输出；所述神经元电路包括n个输入端和一个输出端，n个输入端分别与所述突触电路的n个输出端一一对应连接，一个输出端输出激活电压Vout；所述突触权值控制电路包括n个输入端、一个反馈端和2x+1个输出控制端，n个输入端分别与所述突触电路的n个输入端一一对应连接，反馈端连接至所述神经元电路的输出端，2x+1个输出控制端分别与所述突触电路的2x+1个控制端一一对应连接，所述突触权值控制电路用于根据输入的状态和反馈的状态来输出相应的控制信号进而调整忆阻器阻值；其中，n为大于等于2的整数，x+1为需要学习更新权值即需要调整忆阻器阻值的突触的数量，且1≤x≤n‑1；所述突触电路包括n个突触单元，第一个突触单元包括：第一MOS管Ta1、第二MOS管Ta2、第一忆阻器Ma和第一二极管Da，所述第一MOS管Ta1的控制端作为所述第一个突触单元的输入端，所述第一MOS管Ta1的一端连接至电源V1，所述第一MOS管Ta1的另一端连接至所述第一忆阻器Ma的正极，所述第一忆阻器Ma的负极连接至所述第一二极管Da的阳极，所述第一二极管Da的阴极作为所述第一个突触单元的输出端，所述第二MOS管Ta2的一端连接至所述第一MOS管Ta1的另一端，所述第二MOS管Ta2的另一端接地，所述第二MOS管Ta2的控制端作为所述第一个突触单元的控制端；第二个突触单元，第三个突触单元……和第x+1个突触单元的结构相同，其余n‑x‑1个单元和第一个突触单元相同；所述第二个突触单元包括：第三MOS管Tb1、第四MOS管Tb2、第二忆阻器Mb和第二二极管Db，所述第三MOS管Tb1的控制端作为所述第二个突触单元的输入端，所述第三MOS管Tb1的一端连接至电源V2，所述第三MOS管Tb1的另一端连接至所述第二忆阻器Mb的正极，所述第二忆阻器Mb的负极连接至所述第二二极管Db的阳极，所述第二二极管Db的阴极作为所述第二个突触单元的输出端，所述第四MOS管Tb2的一端连接至所述第三MOS管Tb1的另一端，所述第四MOS管Tb2的另一端接地，所述第四MOS管Tb2的控制端作为所述第二个突触单元的控制端。