[發(fā)明專利]用于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)卷積運算和全連接運算電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810300523.6
• 申請日: 2018-04-04
• 公開（公告）號: CN108764467B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 谷江濤;汪波;王新安;張超;歐陽廷炳;高立釗;陳紅英;何春舅
• 申請（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)深圳研究生院
• 主分類號: G06N3/063
• 分類號: G06N3/063
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44281
• 代理人: 郭燕

1.一種用于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)卷積運算的電路,其特征在于，包括：

卷積權(quán)重輸入模塊，具有參考脈沖信號輸入端、卷積核權(quán)重值輸入端、超前滯后控制信號輸入端、正輸出端和負輸出端；所述參考脈沖信號輸入端用于輸入?yún)⒖济}沖信號，所述卷積核權(quán)重值輸入端用于輸入表示卷積核權(quán)重值的信號，所述控制信號輸入端用于輸入超前滯后控制信號；所述卷積權(quán)重輸入模塊用于根據(jù)所述超前滯后控制信號來判斷卷積核權(quán)重值輸入端接收到的信號所表示的卷積核權(quán)重值的負和正，當(dāng)判斷為負時，則通過其負輸出端輸出，當(dāng)判斷為非負時，則通過其正輸出端輸出；

卷積模塊，包括一路或多路獨立的卷積子模塊；每路所述卷積子模塊具有核權(quán)重值正輸入端、核權(quán)重值負輸入端、待卷積值輸入端、以及輸出端；所述待卷積值輸入端用于輸入表示待卷積值的信號；所述核權(quán)重值正輸入端用于接收所述卷積權(quán)重輸入模塊的正輸出端輸出的信號，所述卷積子模塊用于將其核權(quán)重值正輸入端接收的信號進行放大，并將放大后的信號作為加數(shù)進行累加計算；所述核權(quán)重值負輸入端用于接收所述卷積權(quán)重輸入模塊的負輸出端輸出的信號，所述卷積子模塊用于將其核權(quán)重值負輸入端接收的信號進行放大，并將放大后的信號作為減數(shù)進行累減計算，其中所述卷積子模塊對信號進行放大的倍數(shù)為所述待卷積值；所述卷積子模塊通過其輸出端來輸出表示最終計算結(jié)果的信號。

2.如權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述卷積權(quán)重輸入模塊包括：

第一數(shù)字時間轉(zhuǎn)換器，具有輸入端、控制端和輸出端；所述第一數(shù)字時間轉(zhuǎn)換器的輸入端與所述參考脈沖信號輸入端連接，用于接收所述參考脈沖信號；所述第一數(shù)字時間轉(zhuǎn)換器的控制端與所述卷積核權(quán)重值輸入端連接，用于輸入所述表示卷積核權(quán)重值的信號；所述第一數(shù)字時間轉(zhuǎn)換器當(dāng)接收到用于所述表示卷積核權(quán)重值的信號時，通過其輸出端輸出第一脈沖信號，其中第一脈沖信號與所述參考脈沖信號的時差為所述卷積核權(quán)重值；

第零數(shù)字時間轉(zhuǎn)換器，具有輸入端、控制端和輸出端；所述第零數(shù)字時間轉(zhuǎn)換器的輸入端與所述參考脈沖信號輸入端連接，用于接收所述參考脈沖信號；所述第零數(shù)字時間轉(zhuǎn)換器的控制端與所述超前滯后控制信號輸入端連接，用于接收所述超前滯后控制信號；所述第零數(shù)字時間轉(zhuǎn)換器當(dāng)接收到用于所述超前滯后控制信號時，通過其輸出端輸出第二脈沖信號，其中第二脈沖信號與所述參考脈沖信號的時差為所述超前滯后控制信號的值；

第一邊沿檢測器，具有超前正輸入端、滯后負輸入端、正輸出端以及負輸出端；所述第一邊沿檢測器的超前正輸入端與所述第一數(shù)字時間轉(zhuǎn)換器的輸出端相連，用于接收所述第一脈沖信號；所述第一邊沿檢測器的滯后負輸入端與所述第零數(shù)字時間轉(zhuǎn)換器的輸出端相連，用于接收所述第二脈沖信號；所述第一邊沿檢測器當(dāng)先檢測到第一脈沖信號的邊沿時，通過其正輸出端輸出一脈沖信號，當(dāng)先檢測到第二脈沖信號的邊沿時，通過其負輸出端輸出一脈沖信號；其中所述脈沖信號的寬度等于所述第一脈沖信號邊沿與所述第二脈沖信號對應(yīng)邊沿的時差，所述第一邊沿檢測器的正輸出端為所述卷積權(quán)重輸入模塊的正輸出端，所述第一邊沿檢測器的負輸出端為所述卷積權(quán)重輸入模塊的負輸出端。

3.如權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述卷積子模塊包括：

時間放大器，具有正輸入端、負輸入端、控制端、正輸出端和負輸出端；所述時間放大器的控制端為所述待卷積值輸入端連接；所述時間放大器的正輸入端為所述核權(quán)重值正輸入端，所述時間放大器的負輸入端為所述核權(quán)重值負輸入端；所述時間放大器用于將其正輸入端接收的信號進行放大，并通過其正輸出端輸出；所述時間放大器用于將其負輸入端接收的信號進行放大，并通過其負輸出端輸出；其中對信號進行放大的倍數(shù)為其控制端接收的信號所對應(yīng)的值；

時間寄存器，具有正輸入端、負輸入端和輸出端；所述時間寄存器的正輸入端與所述時間放大器的正輸出端相連，所述時間寄存器的負輸入端與所述時間放大器的負輸出端相連，所述時間寄存器的輸出端為所述卷積子模塊的輸出端；所述時間寄存器用于將其正輸入端接收的信號作為加數(shù)進行累加計算，以及將其負輸入端接收的信號作為減數(shù)進行累減計算，并通過其輸出端輸出表示最終計算結(jié)果的信號。