[發明專利]尖峰網絡的高效硬件實現

有效

• 申請號: 201480029027.1
• 申請日: 2014-05-20
• 公開（公告）號: CN105229675B
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發明（設計）人: J·A·萊文;V·蘭甘;E·C·馬隆
• 申請（專利權）人: 高通股份有限公司
• 主分類號: G06N3/04
• 分類號: G06N3/04;G06N3/06
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司31100
• 代理人: 袁逸

根據35U.S.C.§119的優先權要求

本申請要求以下申請的權益，于2013年5月21日遞交的，題為“Spike Time Windowing for Implementing Spike-Timing Dependent Plasticity(STDP)(用于實現尖峰定時依賴可塑性(STDP)的尖峰時間加窗)”的美國臨時專利申請序列號61/825,657，于2013年8月6日遞交的，題為“Spike Time Windowing for Implementing Spike-Timing Dependent Plasticity(STDP)(用于實現尖峰定時依賴可塑性(STDP)的尖峰時間加窗)”的美國臨時專利申請號61/862,714，于2013年8月6日遞交的，題為“Computed Synapses for Neruomorphic System(用于神經元形態系統的計算突觸)”的美國臨時專利申請序列號61/862,741，于2013年8月6日遞交的，題為“Implementing Delays between Neurons in an Artificial Nervous System(在人工神經系統中實現神經元之間的延遲)”的美國臨時專利申請序列號61/862,734，于2014年1月28日遞交的，題為“Efficient Hardware Implementation of Spiking Networks(尖峰網絡的高效硬件實現)”的美國臨時專利申請序列號61/932,364，上述每個申請通過引用被完全納入于此。

背景技術

領域

本公開的某些方面一般涉及人工神經系統，尤其涉及用于尖峰神經網絡的高效硬件實現的方法和裝置。

背景技術

可包括一群互連的人工神經元(即神經處理單元)的人工神經網絡是一種計算設備或者表示將由計算設備執行的方法。人工神經網絡可具有生物學神經網絡中的對應的結構和/或功能。然而，人工神經網絡可為其中傳統計算技術是麻煩的、不切實際的、或不勝任的某些應用提供創新且有用的計算技術。由于人工神經網絡能從觀察中推斷出功能，因此這樣的網絡在因任務或數據的復雜度使得通過常規技術來設計該功能較為麻煩的應用中是特別有用的。

一種類型的人工神經網絡是尖峰(spiking)神經網絡，其將時間概念以及神經元狀態和突觸狀態納入到其工作模型中，由此提供了豐富的行為集，在神經網絡中能從該行為集涌現出計算功能。尖峰神經網絡基于以下概念：神經元基于該神經元的狀態在一個或多個特定時間激發或“發放尖峰”，并且該時間對于神經元功能而言是重要的。當神經元激發時，它生成一尖峰，該尖峰行進至其他神經元，這些其他神經元繼而可基于接收到該尖峰的時間來調整它們的狀態。換言之，信息可被編碼在神經網絡中的尖峰的相對或絕對定時中。

概述

本公開的特定方面提供了用于以多個人工神經元來進行人工神系統操作的方法。該方法一般包括同時操作人工神經系統中的多個超神經元處理單元來更新這些人工神經元的狀態，其中這些人工神經元的子集被指派給每個超神經元處理單元，以及將這些超神經元處理單元與用于訪問人工神經系統的突觸權重和可塑性參數的存儲器對接，其中存儲器的組織允許毗連存儲器訪問。

本公開的某些方面提供了一種用于操作人工神經系統的裝置。該裝置一般包括配置成同時操作人工神經系統中的多個超神經元處理單元來更新人工神經元的狀態的第一電路，其中這些人工神經元的子集被指派給每個超神經元處理單元，以及配置成將這些超神經元處理單元與用于訪問人工神經系統的突觸權重和可塑性參數的存儲器對接的第二電路，其中存儲器的組織允許毗連存儲器訪問。

本公開的某些方面提供了一種用于操作人工神經系統的設備。該裝置一般包括用于同時操作人工神經系統中的多個超神經元處理單元來更新人工神經元的狀態的裝置，其中這些人工神經元的子集被指派給每個超神經元處理單元，以及用于將這些超神經元處理單元與用于訪問人工神經系統的突觸權重和可塑性參數的存儲器對接的裝置，其中存儲器的組織允許毗連存儲器訪問。

本公開的某些方面提供了一種用于操作人工神經系統的計算機程序產品。該計算機程序產品一般包括具有可執行以下操作的指令的非瞬態計算機可讀介質(例如，存儲設備)：同時操作人工神經系統中的多個超神經元處理單元來更新人工神經元的狀態，其中這些人工神經元的子集被指派給每個超神經元處理單元，以及將這些超神經元處理單元與用于訪問人工神經系統的突觸權重和可塑性參數的存儲器對接，其中存儲器的組織允許毗連存儲器訪問。

附圖簡述