[發明專利]一種邏輯與門電路及邏輯與門電路設計方法

在審

• 申請號: 202010193051.6
• 申請日: 2016-07-04
• 公開（公告）號: CN111415005A
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 宋弢;龐善臣;王淑棟;王珣
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G06N3/063
• 分類號: G06N3/063
• 代理公司: 青島易維申知識產權代理事務所(普通合伙) 37310
• 代理人: 于正友

本發明提出了一種邏輯與門電路及邏輯與門電路設計方法，基于脈沖累加信息編碼方式，使用統一神經計算單元，輔以1類信息過濾單元，通過神經計算單元和信息過濾單元的級聯實現了邏輯與門的計算過程。本發明基于脈沖神經膜系統和勻質神經細胞的邏輯與門設計方法，將構造邏輯與門使用的神經計算單元種類降至最少的1種，這有助于利用統一的神經計算單元實現神經電路；利用神經元的級聯，實現信息的傳遞和并行處理，最終實現執行邏輯計算的功能，具有分布式并行的計算特性，可以為神經電路的實現提供可行的計算模型。

本申請是CN201610542428.8專利申請的分案申請

申請日：2016年07月04日

申請號：201610542428.8

發明創造名稱：一種基于脈沖神經膜系統和勻質神經細胞的邏輯與門設計方法

技術領域

本發明涉及人工智能領域，特別涉及一種基于脈沖神經膜系統和勻質神經細胞的邏輯與門設計方法。

背景技術

神經計算是自然計算的重要分支之一，旨在將人類大腦神經系統中存儲信息和智能處理信息的方式抽象為可執行計算的模型。脈沖神經膜系統是一類脈沖神經網絡模型，是受人腦所蘊含的計算智能啟發得到的高性能神經計算模型。

現有技術的主要特點在于使用的神經計算單元的種類太多，從而造成神經電路的實現復雜，計算效率低，計算準確率低。

發明內容

為解決上述現有技術的不足，本發明提出了一種基于脈沖神經膜系統和勻質神經細胞的邏輯與門設計方法，利用神經元的級聯，實現信息的傳遞和并行處理，最終實現執行邏輯計算的功能，具有分布式并行的計算特性，可以為神經電路的實現提供可行的計算模型。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種基于脈沖神經膜系統和勻質神經細胞的邏輯與門設計方法，基于脈沖累加信息編碼方式，使用統一的神經計算單元，統一神經計算單元的激發表達式為a^*/a→a，其中字母a表示脈沖，脈沖的累加表示為字母a的多重集，a^*表示為任意數目的累加脈沖；a→a的含義為：“→”左邊的脈沖a表示消耗的脈沖數為1，“→”右邊的脈沖a表示傳遞給臨近神經計算單元的脈沖數為1；a^*/a→a的含義為：神經計算單元中無論積累多少個脈沖，神經計算單元都將激發，每次消耗1個脈沖，向外發送1個脈沖，直至所包含的脈沖數目變為0；

邏輯與門中，第一神經計算單元in₁接收第一輸入信號，第二神經計算單元in₂接收第二輸入信號；第一神經計算單元in₁使用a^*/a→a激發方式，通過突觸分別向第三神經計算單元1和第四神經計算單元2發送脈沖；第二神經計算單元in₂使用a^*/a→a激發方式，通過突觸分別向第三神經計算單元1和第五神經計算單元3發送脈沖；所述第三神經計算單元1、第四神經計算單元2、第五神經計算單元3使用a^*/a→a激發方式，分別通過突觸向第六神經計算單元out發送脈沖；

信息過濾單元ast₁分別與第三神經計算單元1到第六神經計算單元out、第四神經計算單元2到第六神經計算單元out、第五神經計算單元3到第六神經計算單元out的三條突觸連接，將突觸上正在傳遞的脈沖數目與其預設的閾值進行比較：

情況1：如果正在傳遞的脈沖數目大于等于信息過濾單元的閾值t＝2，那么這些脈沖將被信息過濾單元進行過濾移除，此時脈沖無法通過突觸到達目標神經計算單元；

情況2：如果正在傳遞的脈沖數目小于信息過濾單元的閾值t＝2，那么這些脈沖將順利通過突觸到達目標神經計算單元。

本發明的有益效果是：