[發明專利]基于憶阻器的信息處理電路以及信息處理方法

在審

• 申請號: 202010819145.X
• 申請日: 2020-08-14
• 公開（公告）號: CN111950719A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 吳華強;劉正午;高濱;唐建石;錢鶴
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G06N3/063
• 分類號: G06N3/063;G11C13/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 彭久云

一種基于憶阻器的信息處理電路和信息處理方法。該信息處理電路包括：信號獲取電路以及信號處理電路，信號獲取電路配置為獲取不同的多個初始神經信號，信號處理電路包括多個憶阻器且配置為通過所述多個憶阻器對所述多個初始神經信號進行處理，其中，所述多個憶阻器包括多個第一憶阻器，所述多個第一憶阻器被陣列布置以得到預處理陣列，所述預處理陣列配置為對所述多個初始神經信號進行特征提取以獲得多個特征信息。該信息處理電路可以將存儲與計算融合及做并行計算，減少數據搬運與計算時間，還可以直接處理具有連續幅值的模擬信號，減少模數轉換器的使用，進而可以降低電路的面積與功耗。

技術領域

本公開的實施例涉及一種基于憶阻器的信息處理電路以及信息處理方法。

背景技術

隨著科學技術的進步，人們逐漸實現了對神經信號的分析并對其結果加以利用。例如通過腦機接口來對大腦發出的神經信號進行分析以便幫助患有神經疾病的人監測和控制疾病。

然而，目前對神經信號的分析電路通常存儲單元和計算單元分離，并且需要做大量的模數轉換，因此需要較多的硬件資源，分析計算時間較長且面積較大、功耗較高。

發明內容

本公開至少一實施例提供一種基于憶阻器的信息處理電路，包括信號獲取電路以及信號處理電路，所述信號獲取電路配置為獲取不同的多個初始神經信號；所述信號處理電路包括多個憶阻器且配置為通過所述多個憶阻器對所述多個初始神經信號進行處理，其中，所述多個憶阻器包括多個第一憶阻器，所述多個第一憶阻器被陣列布置以得到預處理陣列，所述預處理陣列配置為對所述多個初始神經信號進行特征提取以獲得多個特征信息。

例如，在本公開至少一實施例提供的信息處理電路中，信號處理電路包括預處理子電路和解碼子電路；所述預處理子電路包括所述預處理陣列，所述解碼子電路與所述預處理子電路耦接，且配置為對所述多個特征信息進行解碼處理以確定所述多個初始神經信號對應的狀態類別。

例如，本公開至少一實施例提供的信息處理電路中，所述預處理陣列包括M行*N列個所述第一憶阻器，以及包括M條第一信號線和N條第二信號線，每個第一憶阻器包括第一端和第二端；位于第m行中的第一憶阻器的第一端連接到第m條第一信號線，位于第n列中的第一憶阻器的第二端連接到第n條第二信號線；所述N條第二信號線用于接收所述多個初始神經信號，以使得位于同一行的N個第一憶阻器構成一個濾波器以提取所述多個初始神經信號的至少一個特征信息，所述M條第一信號線用于輸出所述多個特征信息，其中，M和N均為大于1的整數，所述m為大于等于1并且小于等于M的整數，所述n為大于等于1并且小于等于N的整數。

例如，在本公開至少一實施例提供的信息處理電路中，所述信號獲取電路還配置為分別獲取所述多個初始神經信號的多個反相神經信號；位于同一行的N個第一憶阻器劃分為多個第一憶阻器對，每個第一憶阻器對分別對應所述濾波器的系數向量中的一個元素，其中，每個第一憶阻器對中的一個第一憶阻器用于接收所述多個初始神經信號中的選擇的一個初始神經信號，所述第一憶阻器對中的另一個第一憶阻器用于接收所述選擇的一個初始神經信號對應的反相神經信號。

例如，在本公開至少一實施例提供的信息處理電路中，所述預處理陣列中的每一行第一憶阻器分別用于提取所述多個特征信息中不同的特征信息。

例如，在本公開至少一實施例提供的信息處理電路中，所述濾波器為有限脈沖響應濾波器。

例如，在本公開至少一實施例提供的信息處理電路中，所述多個憶阻器還包括多個第二憶阻器，所述多個第二憶阻器陣列布置以得到神經網絡陣列；所述解碼子電路包括轉換器件和所述神經網絡陣列；所述轉換器件與所述預處理子電路耦接以接收所述多個特征信息，且配置為將所述多個特征信息轉換為多個特征值，所述神經網絡陣列與所述轉換器件耦接以接收所述多個特征值，且配置為根據所述多個特征值確定初始神經信號對應的所述狀態類別。