[發明專利]一種數模混合神經元電路

在審

• 申請號: 202010136806.9
• 申請日: 2020-03-02
• 公開（公告）號: CN111211780A
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發明（設計）人: 張峰;李淼;趙婷;馬春宇
• 申請（專利權）人: 天津智模科技有限公司
• 主分類號: H03M1/00
• 分類號: H03M1/00
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 陳振玉

1.一種數模混合神經元電路，其特征在于，包括：輸入層電路、多個卷積層電路及輸出層電路，其中，所述輸入層電路包括：數據存儲器、D/A轉換電路及權重存儲器；

所述數據存儲器，用于存儲多比特位的激活值；

所述D/A轉換電路，用于將數字量的激活值轉換為模擬量；

所述權重存儲器，用于存儲與所述激活值一一對應的二值權重值；

多個所述卷積層電路，用于基于模擬量的激活值和與其對應的二值權重值進行多次卷積操作，得到模擬電壓值；

所述輸出層電路，用于輸出所述模擬電壓值的數字量。

2.根據權利要求1所述的數模混合神經元電路，其特征在于，多個所述卷積層電路為M個卷積層電路，其中，

第一個卷積層電路，用于對模擬量的激活值和與其對應的二值權重值進行卷積操作，得到第一模擬電壓值；

第j個卷積層電路，用于對第j-1次卷積操作得到的模擬電壓值和與模擬量的激活值對應的二值權重值進行卷積操作，得到相應的第j模擬電壓值，直至j＝M時輸出第M模擬電壓值至所述輸出層電路，其中，j＝2，3，…M。

3.根據權利要求1所述的數模混合神經元電路，其特征在于，所述輸出層電路包括A/D轉換電路，用于將得到的所述模擬電壓值轉換為數字量。

4.根據權利要求1-3中任一項所述的數模混合神經元電路，其特征在于，每個所述卷積層電路包括開關電容神經元電路，所述開關電容神經元電路包括：開關電容陣列、偏置電路和運算放大器，其中，

所述開關電容陣列，用于向所述運算放大器提供分壓；

所述偏置電路，用于修正所述分壓；

所述運算放大器，基于所述偏置電路修正后的分壓對模擬量的激活值進行寬矢量求和，輸出模擬電壓值。

5.根據權利要求4所述的數模混合神經元電路，其特征在于，所述開關電容陣列包括2*N+1個開關、N+1個容值相同的電容，其中1個為終端電容，該終端電容的一個極板始終接地，另一個極板接運算放大器的正向輸入端；所述開關基于獲取的二項非重疊時鐘信號，控制N+1個電容的連接狀態，其中，

所述二項非重疊時鐘信號為φ1時，所述N+1個電容的兩個基板均與參考地相連，電容清零；

所述二項非重疊時鐘信號為φ2時，基于與模擬量的激活值對應的二值權重值，確定是否將得到的模擬電壓作用到除終端電容之外的N個電容的一個極板上，N個電容的另一極板與所述運算放大器正向輸入端相連。

6.根據權利要求5所述的數模混合神經元電路，其特征在于，基于與模擬量的激活值對應的二值權重值，確定是否將得到的模擬電壓作用到除終端電容之外的N個電容的一個極板上，包括：

所述與模擬量的激活值對應的二值權重值為1時，通過所述開關將得到的模擬電壓作用到其對應電容的一個極板上；

所述與模擬量的激活值對應的二值權重值為0時，其對應電容的一個極板通過所述開關與參考地相連。

7.根據權利要求4所述的數模混合神經元電路，其特征在于，每個所述卷積層電路還包括：鎖存電路，用于鎖定并存儲得到的模擬電壓值。