[发明专利]一种基于FPGA的神经网络数值模拟方法有效
| 申请号： | 201910513802.5 | 申请日： | 2019-06-14 |
| 公开（公告）号： | CN110245750B | 公开（公告）日： | 2022-07-15 |
| 发明（设计）人： | 印茂伟;孙梧雨;吴轩光;罗国梁;安必义;张芯悦;黄震;李玉琳;张雨亭;孙元;廖鹏;杨超;任珍文 | 申请（专利权）人： | 西南科技大学 |
| 主分类号： | G06N3/063 | 分类号： | G06N3/063 |
| 代理公司： | 成都时誉知识产权代理事务所(普通合伙) 51250 | 代理人： | 何悦 |
| 地址： | 621000 四川*** | 国省代码： | 四川;51 |
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| 摘要： | 本发明公开了一种基于FPGA的神经网络数值模拟方法，该方法通过对HH神经元模型数学表达式进行数值近似替换，得到数值近似表达式；然后，基于FPGA设计相应的移位单元、补码单元、加法器和减法器，实现数值近似表达式的运算。由于在运算过程中仅仅采用移位运算、补码运算和加减运算，不涉及任何乘除运算，能够加快FPGA的运算速度，减少运算所消耗的时间。 | ||
| 搜索关键词： | 一种 基于 fpga 神经网络 数值 模拟 方法 | ||
【主权项】：
1.一种基于FPGA的神经网络数值模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：对HH神经元模型数学表达式进行数值近似替换，得到数值近似表达式；其中，所述HH神经元模型数学表达式为：![]()
其中，I为外加刺激电流，C是膜电容，V是膜电压，GK，GNa和GI分别是钾离子通道电流、钠离子通道电流和漏电流的最大电导，m和h为钠离子通道的门控变量，n是钾离子通道的门控变量；所述数值近似表达式为：![]()
其中，![]()
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S2：基于FPGA设计相应的移位单元、补码单元、加法器和减法器，以实现所述数值近似表达式的运算；其中，实现所述数值近似表达式中指数运算的方式为：将幂指数作为输入数据，若所述输入数据为正数，则由移位单元对输入数据的小数部分进行右移位运算，且输入数据的整数部分的数值作为移位数；若所述输入数据为负数，则由补码单元对输入数据的整数部分和小数部分均进行补码运算，然后由移位单元对经补码运算后的小数部分进行左移位运算，且经补码运算后的整数部分再由加法器加一后的数值作为移位次数。
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