[發明專利]神經元存儲器電路

有效

• 申請號: 201680005501.6
• 申請日: 2016-01-05
• 公開（公告）號: CN107111783B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 金相汎;林仲漢
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司
• 主分類號: G06N3/063
• 分類號: G06N3/063
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 酆迅;李崢宇

一種神經形態存儲器電路，包括可編程電阻性存儲器元件(108)，用于傳輸軸突LIF脈沖的軸突LIF線(116)和用于隨時間建立樹突LIF電荷的樹突LIF線(110)。當軸突LIF線(116)傳輸軸突LIF脈沖時，第一晶體管(104)提供通過可編程電阻性存儲器元件(108)的用于樹突LIF電荷的放電路徑。軸突STDP線(122)傳輸軸突STDP脈沖。軸突STDP脈沖長于軸突LIF脈沖。樹突STDP線(118)被配置以在樹突LIF線(110)處的電壓V_post低于閾值電壓(120)之后傳輸樹突STDP脈沖。第二晶體管(106)耦合到軸突STDP線(122)和可編程電阻性存儲器元件(108)。當軸突STDP線(122)傳輸軸突STDP脈沖時，第二晶體管(106)提供用于通過可編程電阻性存儲器元件(108)的用于樹突STDP脈沖的電路徑。

技術領域

本發明一般涉及存儲器電路，尤其涉及用于神經形態應用(neuromorphicapplication)的神經形態存儲器電路。

背景技術

術語“神經元(neuron)”由Heinrich Wilhelm Gottfried von Waldeyer-Hartz在1891年提出，神經元是用以捕獲大腦的離散信息處理單位。1897年，Charles Sherrington先生將兩個神經元之間的交界(junction)稱為“突觸(synapse)”。信息僅沿著一個方向通過突觸流動，因此我們稱作“突觸前(presynaptic)”和“突觸后(postsynaptic)”神經元。神經元在被通過突觸接收的足夠輸入激活時，發出“尖峰(spike)”，其被遞送到神經元對于其是突觸前的那些突觸。

理論上，經驗被捕獲為大腦中突觸的傳導(conductance)。根據突觸前和突觸后神經元的相對尖峰時間，突觸傳導隨時間而變化。如果突觸后神經元在其突觸前神經元激發(fire)之前激發，則突觸的電導增加，如果兩個激發的順序相反，則電導降低。此外，這種變化取決于兩個事件之間的精確延遲，使得延遲越多，變化的幅度越小。

也稱為人造神經網絡的神經形態系統是允許電子系統基本上以類似于生物大腦的方式起作用的計算系統。神經元系統通常不使用傳統的數字模型來操縱0和1。而是，神經元系統在大致功能上等同于生物大腦的神經元的處理元件之間創建連接。神經元系統可以包括對生物神經元進行建模的各種電子電路。

因此，本領域需要解決上述問題。

發明內容

從第一方面來看，本發明提供了一種神經形態存儲器電路，包括：可編程電阻性存儲器元件；傳導軸突(axon)泄漏積分和激發(LIF)線，被配置以傳輸軸突LIF脈沖；傳導樹突LIF線，被配置以隨時間建立樹突(dendrite)LIF電荷；第一晶體管，電耦合到所述樹突LIF線和所述可編程電阻性存儲器元件，當所述軸突LIF線傳輸所述軸突LIF脈沖時，所述第一晶體管提供通過所述可編程電阻性存儲器元件的用于所述樹突LIF電荷的放電路徑；傳導軸突尖峰定時依賴可塑性(STDP)線，被配置以傳輸軸突STDP脈沖，所述軸突STDP脈沖長于所述軸突LIF脈沖；傳導樹突STDP線，被配置以在所述樹突LIF線處的電壓下落低于閾值電壓之后傳輸樹突STDP脈沖；以及第二晶體管，電耦合到所述軸突STDP線和所述可編程電阻性存儲器元件，當所述軸突STDP線傳輸所述軸突STDP脈沖時，所述第二晶體管提供通過所述可編程電阻性存儲器元件的用于所述樹突STDP脈沖的電路徑。