[發明專利]一種可塑性學習引擎及其設計方法

在審

• 申請號: 201810972302.3
• 申請日: 2018-08-24
• 公開（公告）號: CN109063832A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 胡紹剛;劉夏愷;喬冠超;張成明;劉洋;于奇
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06N3/063
• 分類號: G06N3/063;G06N3/08
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 孫一峰

1.一種可塑性學習引擎，其特征在于，包括：

學習引擎頂層模塊，和外部神經網絡推理模塊對接，包含以下子模塊：

一個參數PRE更新模塊，用于更新突觸前軌跡參數PRE；

一個參數PRE存儲控制模塊，用于對參數PRE更新模塊進行讀寫操作，傳遞參數PRE；

至少一個神經元模塊，用于從參數PRE存儲控制模塊獲取參數PRE，進行在線學習并更新權值和突觸前軌跡參數POST；

每個神經元模塊中包含一個突觸前事件控制模塊，用于在突觸前事件發生中更新權值；

每個神經元模塊中包含一個突觸后事件控制模塊，用于在突觸后事件發生中更新權值，并更新參數POST；

每個神經元模塊中包含一個參數POST更新模塊，用于更新參數POST；

每個神經元模塊中包含一個參數POST存儲控制模塊，用于讀寫單個神經元的參數POST。

2.如權利要求1所述的一種可塑性學習引擎，其特征在于，所述參數PRE更新模塊中包含一個算數邏輯單元，通過調用算數邏輯單元，將讀入的原始數據遵照參數PRE更新算法得到新的數據，并輸入參數PRE存儲控制模塊，進而寫入參數PRE存儲器。

3.如權利要求2所述的一種可塑性學習引擎，其特征在于，所述參數PRE存儲控制模塊包含一個參數PRE存儲器，參數PRE存儲控制模塊根據外部輸入選擇讀寫地址，從參數PRE存儲器中讀取數據，將讀出的參數PRE送入參數PRE更新模塊和神經元模塊，并把從參數PRE更新模塊傳來的更新后的參數PRE寫入參數PRE存儲器。

4.如權利要求3所述的一種可塑性學習引擎，其特征在于，當存在多個神經元模塊時，所有神經元模塊采用并行計算的方式，并行執行在線學習，并更新權值和參數POST。

5.如權利要求4所述的一種可塑性學習引擎，其特征在于，所述突觸前事件控制模塊，從神經元模塊外部接收參數，所述參數至少包括權值，地址，輸入圖像脈沖，控制信號，通過參數POST存儲控制模塊讀入參數POST，遵照在突觸可塑性相關算法進行在線學習更新權值，并將更新后的權值返回到學習引擎頂層模塊。

6.如權利要求4所述的一種可塑性學習引擎，其特征在于，所述突觸后事件控制模塊，從神經元模塊外部接收參數，所述參數至少包括權值，參數PRE，對應神經元興奮脈沖，控制信號，通過參數POST存儲控制模塊讀入參數POST，先遵照在突觸可塑性相關算法進行在線學習更新權值，并將更新后的權值返回到學習引擎頂層模塊，然后更新參數POST，并把更新后的參數POST輸入參數POST存儲控制模塊。

7.如權利要求5或6所述的一種可塑性學習引擎，其特征在于，所述參數POST更新模塊，用于更新從參數POST存儲控制模塊讀入的參數POST，參數POST更新模塊中包含一個算數邏輯單元，通過調用算數邏輯單元，將讀入的原始數據遵照參數POST更新算法得到新的數據，并輸入參數POST存儲控制模塊，進而寫入參數POST存儲器。

8.如權利要求7所述的一種可塑性學習引擎，其特征在于，所述參數POST存儲控制模塊用于控制該神經元的參數POST的讀寫，參數POST存儲控制模塊包含一個參數POST存儲模塊，并與突觸前事件控制模塊、突觸后事件控制模塊和參數POST更新模塊互連，參數POST存儲控制模塊根據外部輸入選擇讀寫地址，從參數POST存儲器中讀取數據，將讀出的參數POST送入突觸前事件控制模塊、突觸后事件控制模塊或參數POST更新模塊，并把從突觸后事件控制模塊或參數POST更新模塊傳來的更新后的參數POST存入參數POST存儲器。