本發(fā)明屬于模擬數(shù)字電路領(lǐng)域和新興電路技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于憶阻器的神經(jīng)元電路。

背景技術(shù)：

憶阻器最先由加州大學(xué)伯克利分校的蔡少棠(Leon.O.Chua)教授于1971年從理論上推導(dǎo)得到。2008年，惠普實(shí)驗(yàn)室第一次制造出了真正意義上的實(shí)物憶阻器。憶阻器是一個(gè)動(dòng)態(tài)元件，對(duì)它施加外部電壓時(shí)，憶阻值會(huì)隨著施加電壓的方向增大或減小。因此，用憶阻器的憶阻值來(lái)表示神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中突觸連接的權(quán)重的強(qiáng)和弱是一個(gè)合適的選擇。

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Artificial Neural Network，ANN)，是20世紀(jì)80年代以來(lái)人工智能領(lǐng)域興起的研究熱點(diǎn)。它是根據(jù)生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Biological Neural Network，BNN)的特點(diǎn)建立起的具有強(qiáng)大的運(yùn)算能力，且能夠借助于信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)的運(yùn)算模型。一個(gè)大型的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠解決模式識(shí)別，信號(hào)處理，聯(lián)想記憶等方面的問(wèn)題。

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的單個(gè)神經(jīng)元分為兩個(gè)部分：突觸部分，和神經(jīng)元激活函數(shù)部分。突觸連接在神經(jīng)元的輸入端，一個(gè)神經(jīng)元可以有多個(gè)突觸連接作為輸入。突觸的作用通過(guò)突觸權(quán)重表現(xiàn)出來(lái)，權(quán)重越大的突觸對(duì)神經(jīng)元的作用越強(qiáng)。當(dāng)信號(hào)通過(guò)突觸，信號(hào)與突觸權(quán)重做乘積，得到的結(jié)果傳輸?shù)缴窠?jīng)元激活函數(shù)部分。神經(jīng)元激活函數(shù)部分，首先是將各個(gè)突觸的乘積信號(hào)進(jìn)行求和，然后根據(jù)激活函數(shù)將得到的求和信號(hào)變換為需要的輸出。大量的神經(jīng)元通過(guò)突觸連接在一起組成一個(gè)大型的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，以此解決復(fù)雜的問(wèn)題。例如，用現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)難以解決的旅行商問(wèn)題，使用Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以很快速的得到結(jié)果。因此，單個(gè)神經(jīng)元電路的設(shè)計(jì)對(duì)于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)非常重要。

使用憶阻器作為突觸，已經(jīng)有幾種不同的神經(jīng)元電路實(shí)現(xiàn)方式。

Kurtis D.Cantley等，設(shè)計(jì)了一種Leaky Integrate-and-Fire神經(jīng)元電路。此神經(jīng)元電路需要7種不同的電源電壓供電，而且供電電源電壓的精確度要求很高。例如，其中需要一種電源電壓為0.35V，這種電源電壓在工程中實(shí)現(xiàn)比較困難，不利于電路實(shí)現(xiàn)。由于其設(shè)計(jì)的神經(jīng)元電路，沒(méi)有嚴(yán)格的數(shù)學(xué)關(guān)系的描述，神經(jīng)元也沒(méi)有激活函數(shù)，因此不能夠應(yīng)用到實(shí)際中組成大規(guī)模的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。

韓國(guó)KIM教授團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種神經(jīng)元電路。其突觸電路由橋式連接的四個(gè)憶阻器組成，突觸電路連接到后續(xù)的電路組成神經(jīng)元電路，這種神經(jīng)元電路只實(shí)現(xiàn)了輸入信號(hào)的求和，沒(méi)有為神經(jīng)元設(shè)計(jì)激活函數(shù)電路。而且，這種神經(jīng)元的信號(hào)輸入端和突觸權(quán)重的改變端是在同一個(gè)端口，因此，神經(jīng)元對(duì)輸入信號(hào)的響應(yīng)和突觸權(quán)重的改變(即改變橋式突觸中的四個(gè)憶阻器的憶阻值)需要分為兩步來(lái)完成，神經(jīng)元的運(yùn)行速度比較低。

S.G.Hu等，設(shè)計(jì)了一種神經(jīng)元電路，并用它組成Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。但是，在神經(jīng)元電路運(yùn)行時(shí)，突觸權(quán)重(憶阻器的憶阻值)需要通過(guò)儀器進(jìn)行離線(xiàn)調(diào)節(jié)(需要把憶阻器從電路中單獨(dú)拿出來(lái)，改變完憶阻值之后再放置到電路中)用這種方法設(shè)計(jì)的神經(jīng)元只能用于驗(yàn)證設(shè)計(jì)的效果，不能應(yīng)用到實(shí)際的電路中。

在中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利CN104335224A中公開(kāi)了一種神經(jīng)元電路，但是這種神經(jīng)元電路模塊較多，實(shí)施復(fù)雜，不便于組成大型網(wǎng)絡(luò)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種基于憶阻器的神經(jīng)元電路，旨在解決基于憶阻器的神經(jīng)元，突觸電路不能與現(xiàn)有的數(shù)字邏輯電平兼容，神經(jīng)元電路中的憶阻值不能同步在線(xiàn)調(diào)節(jié)，沒(méi)有以飽和線(xiàn)性函數(shù)為激活函數(shù)的電路，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法不便于加載到神經(jīng)元電路中的問(wèn)題。

本發(fā)明提供了一種基于憶阻器的神經(jīng)元電路，包括：n個(gè)突觸電路，神經(jīng)元激活函數(shù)電路和突觸權(quán)重控制電路，每個(gè)突觸電路具有一個(gè)輸入端、一個(gè)反饋端和一個(gè)輸出端，突觸電路的輸入端用于接收輸入電壓，突觸電路的反饋端連接至所述突觸權(quán)重控制電路的輸出端；所述神經(jīng)元激活函數(shù)電路具有n個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，分別與所述突觸電路的輸出端一一對(duì)應(yīng)連接，所述神經(jīng)元激活函數(shù)電路的輸出端作為神經(jīng)元電路的輸出端，所述突觸權(quán)重控制電路的輸入端連接至所述神經(jīng)元激活函數(shù)電路的輸出端；所述突觸電路用于將輸入信號(hào)和突觸權(quán)重做乘積后輸出，所述神經(jīng)元激活函數(shù)電路用于將n個(gè)乘積信號(hào)相加后再根據(jù)激活函數(shù)的關(guān)系得到神經(jīng)元輸出；所述突觸權(quán)重控制電路用于根據(jù)神經(jīng)元的輸出反饋產(chǎn)生控制信號(hào)，并調(diào)整所述突觸權(quán)重。

更進(jìn)一步地，n個(gè)突觸電路的結(jié)構(gòu)相同，每個(gè)所述突觸電路包括：第一MOS管T₁、第二MOS管T₂、第三MOS管T₃、第四MOS管T₄、反相器M₁、電阻R₁、運(yùn)算放大器A₁和憶阻器R_m1；所述反相器M₁的輸入端用于接收控制信號(hào)VC₁，所述第一MOS管T₁的控制端連接至所述反相器M₁的輸出端，所述第一MOS管T₁的一端用于接收輸入電壓，所述第一MOS管T₁的另一端連接至所述憶阻器R_m1的正極；所述第二MOS管T₂的一端連接至所述第一MOS管T₁的一端，所述第二MOS管T₂的另一端連接至所述憶阻器R_m1的負(fù)極，所述第二MOS管T₂的控制端連接至所述反相器M₁的輸入端；所述第三MOS管T₃的控制端連接至所述反相器M₁的輸入端，所述第三MOS管T₃的一端連接至所述憶阻器R_m1的負(fù)極，所述第三MOS管T₃的另一端連接至所述運(yùn)算放大器A₁的同相輸入端；所述第四MOS管T₄的一端連接至所述憶阻器R_m1的正極，所述第四MOS管T₄的另一端連接至所述運(yùn)算放大器A₁的同相輸入端，所述第四MOS管T₄的控制端連接至所述反相器M₁的輸出端；所述電阻R₁的一端連接至所述運(yùn)算放大器A₁的同相輸入端，所述電阻R₁的另一端接地；所述運(yùn)算放大器A₁的反相輸入端連接至其輸出端，所述運(yùn)算放大器A₁的輸出端作為所述突觸電路的輸出端。

更進(jìn)一步地，所述神經(jīng)元激活函數(shù)電路包括：電阻R₇、電阻R₈、運(yùn)算放大器A₄和電壓求和電路；所述電壓求和電路具有n個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，所述電壓求和電路的n個(gè)輸入端分別作為所述神經(jīng)元激活函數(shù)電路的n個(gè)輸入端，所述電壓求和電路的輸出端連接至所述運(yùn)算放大器A₄的同相輸入端，所述電阻R₇和所述電阻R₈依次串聯(lián)連接在地與所述運(yùn)算放大器A₄的輸出端之間，且所述電阻R7和所述電阻R8的串聯(lián)連接端與所述運(yùn)算放大器A₄的反相輸入端連接，所述運(yùn)算放大器A₄的輸出端作為所述神經(jīng)元激活函數(shù)電路的輸出端。

更進(jìn)一步地，所述電壓求和電路包括：電阻R₉和n個(gè)第一電阻；n個(gè)第一電阻的一端作為所述電壓求和電路的n個(gè)輸入端，n個(gè)第一電阻的另一端均連接并作為所述電壓求和電路的輸出端；所述電阻R₉的一端連接至n個(gè)第一電阻的另一端，所述電阻R₉的另一端接地。

更進(jìn)一步地，所述突觸權(quán)重控制電路包括：微控制器，所述微控制器的輸入端作為所述突觸權(quán)重控制電路的輸入端，所述微控制器的輸出端作為所述突觸權(quán)重控制電路的輸出端。

更進(jìn)一步地，工作時(shí)，將n個(gè)輸入信號(hào)的電壓與對(duì)應(yīng)的突觸權(quán)重做乘積后求和，激活函數(shù)將求和得到的結(jié)果進(jìn)行變換作為神經(jīng)元的輸出。神經(jīng)元的輸出反饋到突觸權(quán)重控制電路，以此產(chǎn)生控制信號(hào)來(lái)改變突觸權(quán)重。

更進(jìn)一步地，在突觸權(quán)重控制電路的微控制器中，通過(guò)加載神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法來(lái)調(diào)整突觸權(quán)重，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。

總體而言，通過(guò)本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得在控制突觸權(quán)重和組成大型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，具有良好的效果：

(1)突觸電路中的憶阻值可以在線(xiàn)調(diào)節(jié)。

(2)該神經(jīng)元電路在現(xiàn)有的數(shù)字邏輯電壓下工作，只需要一般的數(shù)字電壓如5V。

(3)神經(jīng)元可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)響應(yīng)輸入信號(hào)和突觸權(quán)重調(diào)節(jié)。

(4)設(shè)計(jì)了飽和線(xiàn)性函數(shù)功能的神經(jīng)元激活函數(shù)電路。

(5)可以在數(shù)字控制電路中加載神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法(如Widrow-Hoff算法)來(lái)調(diào)整權(quán)值，同時(shí)該神經(jīng)元便于組成大型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明所設(shè)計(jì)的神經(jīng)元電路的結(jié)構(gòu)圖。

圖2是本發(fā)明所設(shè)計(jì)的神經(jīng)元的具體實(shí)現(xiàn)電路圖，圖中的神經(jīng)元帶有三個(gè)輸入突觸。

圖3是本發(fā)明所設(shè)計(jì)的神經(jīng)元中突觸電路的電路圖。

圖4是本發(fā)明所設(shè)計(jì)的神經(jīng)元中激活函數(shù)電路的電路圖。

圖5是本發(fā)明所設(shè)計(jì)的神經(jīng)元電路能夠?qū)崿F(xiàn)的數(shù)學(xué)功能圖。

圖6是本發(fā)明所設(shè)計(jì)的神經(jīng)元中突觸權(quán)重控制電路的結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明的目的在于提供一種基于憶阻器的神經(jīng)元電路?？梢灾苯佑矛F(xiàn)有的數(shù)字電路產(chǎn)生控制信號(hào)來(lái)控制突觸電路中憶阻器的憶阻值變化。突觸電路中，憶阻器的憶阻值可以進(jìn)行在線(xiàn)調(diào)節(jié)，即，在電路運(yùn)行時(shí)對(duì)憶阻值進(jìn)行調(diào)節(jié)。該神經(jīng)元的輸入信號(hào)端和突觸權(quán)重調(diào)整控制端為不同的端口，因此，它可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)響應(yīng)輸入信號(hào)和突觸權(quán)重調(diào)整。利用運(yùn)算放大器的輸出電壓受到電源電壓限制這一特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了神經(jīng)元激活函數(shù)為飽和線(xiàn)性函數(shù)。由于這種設(shè)計(jì)可以將數(shù)字邏輯技術(shù)與憶阻器相結(jié)合，因此，可以在突觸權(quán)重控制電路中加載神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法來(lái)調(diào)整突觸權(quán)重，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。

圖1是本發(fā)明所設(shè)計(jì)的神經(jīng)元電路的結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，神經(jīng)元電路由突觸電路，神經(jīng)元激活函數(shù)電路和突觸權(quán)重控制電路三個(gè)部分組成。突觸電路將輸入信號(hào)和突觸權(quán)重做乘積，輸出到下一級(jí)。神經(jīng)元激活函數(shù)電路將得到的乘積信號(hào)求和之后，再根據(jù)激活函數(shù)的關(guān)系得到神經(jīng)元輸出。突觸權(quán)重控制電路根據(jù)神經(jīng)元的輸出反饋產(chǎn)生控制信號(hào)，調(diào)整突觸權(quán)重。當(dāng)信號(hào)VI₁-VI_n輸入到n個(gè)突觸電路，這n個(gè)突觸電路的結(jié)構(gòu)是相同的，VI₁-VI_n分別與n個(gè)突觸權(quán)重做乘積后輸出。這n個(gè)乘積信號(hào)在神經(jīng)元激活函數(shù)電路中進(jìn)行求和，得到的求和信號(hào)按照激活函數(shù)的函數(shù)關(guān)系映射為一定的電壓輸出。這個(gè)輸出電壓同時(shí)反饋到突觸權(quán)重控制電路，在突觸權(quán)重控制電路中，可以根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的突觸權(quán)重更新算法(如Widrow-Hoff算法)得到權(quán)重需要改變的量，然后電路通過(guò)產(chǎn)生控制信號(hào)的時(shí)間來(lái)將突觸權(quán)重改變到相應(yīng)的值。

為了將神經(jīng)元電路說(shuō)明的更加清楚，這里以n＝3為例，介紹了帶有三個(gè)輸入突觸的神經(jīng)元電路。具體的電路圖如圖2所示。下面將分模塊介紹所發(fā)明的神經(jīng)元電路。

因?yàn)槿齻€(gè)突觸電路的結(jié)構(gòu)是相同的，這里只取第一個(gè)突觸電路進(jìn)行闡述，第一個(gè)突觸電路的電路圖如圖3所示。VI₁是輸入信號(hào)，VI₁連接第一MOS管T₁和第二MOS管T₂的源極。第一MOS管T₁的漏極連接憶阻器R_m1的“+”端，第二MOS管T₂的漏極連接憶阻器R_m1的“-”端。第三MOS管T₃的漏極連接憶阻器R_m1的“-”端，第四MOS管T₄的漏極連接憶阻器R_m1的“+”端，第三MOS管T₃和第四MOS管T₄的源極連接電阻R₁的一端。電阻R₁的這一端連接到運(yùn)算放大器A₁的同相端，電阻R₁的另一端接地，A₁的反相端連接A₁的輸出端。T₁和T₂是P型MOS管，T₃和T₄是N型MOS管?？刂菩盘?hào)VC₁連接反相器M₁的輸入端，第二MOS管T₂的柵極和第三MOS管T₃的柵極。反相器M₁的輸出端連接第一MOS管T₁的柵極和第四MOS管T₄的柵極。

VC₁和M₁共同控制T₁，T₂，T₃，T₄的導(dǎo)通與截止。T₁，T₂的柵極電平的邏輯狀態(tài)相反，保證在VC₁作用下，兩個(gè)PMOS管中只有一個(gè)導(dǎo)通。同樣的連接，保證VC₁作用下，T₃，T₄中只有一個(gè)導(dǎo)通。當(dāng)VI₁為高電平時(shí)，如果控制信號(hào)VC₁為高電平，則反相器M₁輸出低電平。在這種狀態(tài)下。T₁和T₃導(dǎo)通，T₂和T₄截止。電流從T₁，憶阻器，T₃和R₁流入接地端。在這種情況下，憶阻器的阻值增大。相反的，如果控制信號(hào)VC₁為低電平，則反相器Mb₁輸出高電平，T₁和T₃截止，T₂和T₄導(dǎo)通，憶阻器的憶阻值處于減小狀態(tài)。當(dāng)VI₁為低電平時(shí)，無(wú)論控制信號(hào)VC₁為高電平或低電平，憶阻器中沒(méi)有電流通過(guò)，憶阻器的阻值都不會(huì)發(fā)生變化。因此，對(duì)于突觸電路，當(dāng)有輸入信號(hào)時(shí)，即輸入信號(hào)為高電平時(shí)，只需要改變控制信號(hào)的電平，就可以實(shí)現(xiàn)突觸權(quán)重的在線(xiàn)方式調(diào)節(jié)。

T₁-T₄，憶阻器R_m1和電阻R₁組成一個(gè)分壓器，當(dāng)憶阻器的憶阻值增大時(shí)，R₁上分得的電壓減小。相反的，當(dāng)憶阻器的憶阻值減小時(shí)，R₁上分得的電壓增大。R₁上的分壓為下式：

MOS管T₁-T₄都工作在導(dǎo)通或截止?fàn)顟B(tài)，因?yàn)閷?dǎo)通狀態(tài)的MOS管的等效電阻非常小，相對(duì)于憶阻器R_m1和電阻R₁的阻值可以忽略這個(gè)等效電阻，因此，這里假設(shè)處于導(dǎo)通狀態(tài)的晶體管的等效電阻為0。當(dāng)憶阻器阻值不變，即，輸入信號(hào)為零時(shí)，電阻R₁上的分壓為0V。

電阻R₁上的分壓連接到運(yùn)算放大器A₁的同相端，運(yùn)算放大器A₁連接成一個(gè)電壓跟隨器，將電阻R₁上的分壓復(fù)制到運(yùn)算放大器的輸出端。電壓跟隨器的作用是將分壓器和后面的神經(jīng)元電路隔離，避免了兩者之間的相互干擾，也提高了突觸電路的帶負(fù)載能力。

神經(jīng)元激活函數(shù)電路如圖4所示。A，B，C分別代表三個(gè)突觸電路的輸出電壓，A連接到第一電阻R₄的一端，B連接到第二電阻R₅的一端，C連接到第三電阻R₆的一端。R₄，R₅，R₆的另一端連接到第四電阻R₉的一端，R₉的這一端同時(shí)連接到運(yùn)算放大器A₄的同相端，R₉的另一端接地。第五電阻R₇的一端接地，另一端連接第六電阻R₈的一端和運(yùn)算放大器的反相端。R₈的另一端連接到運(yùn)算放大器的輸出端。

電阻R₄，R₅，R₆，R₉組成一個(gè)電壓求和電路，將A，B，C端的電壓以一定的關(guān)系相加。這里假設(shè)R₄，R₅，R₆，R₉的電阻是相等的設(shè)為R，則電壓的相加關(guān)系如下：

運(yùn)算放大器A₄，R₇和R₈組成一個(gè)電壓放大電路，將電壓V_R9放大一定的倍數(shù)。這里設(shè)定R₈的阻值是R₇的兩倍，因此，V_R9被放大兩倍。

運(yùn)算放大器的輸出電壓受到電源電壓的限制，當(dāng)經(jīng)過(guò)放大后的輸出電壓大于運(yùn)算放大器的電源電壓時(shí)，輸出被限制在正的電源電壓。同樣地，當(dāng)放大后的輸出電壓小于0V，會(huì)被限制在0V。由于求和所得到的電壓被放大兩倍，因此，求和后的電壓在0V到電源電壓的一半之間時(shí)，該電壓會(huì)被線(xiàn)性放大。如果求和后的電壓大于電源電壓的一半，則輸出會(huì)被限制在電源電壓。當(dāng)求和后的電壓小于0V時(shí)，輸出被限制在0V。由此可以得到此神經(jīng)元的激活函數(shù)是飽和線(xiàn)性函數(shù)。飽和線(xiàn)性函數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：

因此，對(duì)于這個(gè)帶有三個(gè)突觸的神經(jīng)元電路，它的輸入電壓和輸出電壓之間的關(guān)系可以由如下公式表示：

運(yùn)算放大器的電源電壓為V_dd，這里將突觸權(quán)重定義為：

這個(gè)帶有三個(gè)突觸的神經(jīng)元電路實(shí)現(xiàn)的數(shù)學(xué)功能如圖5所示。VI₁，VI₂，VI₃是三個(gè)輸入信號(hào)，分別與三個(gè)突觸權(quán)重W₁，W₂，W₃做乘積。然后，將得到的乘積進(jìn)行求和，再按照線(xiàn)性飽和函數(shù)的約束得到神經(jīng)元的輸出電壓V_out。

神經(jīng)元的突觸權(quán)重控制電路如圖6所示，神經(jīng)元的輸出信號(hào)反饋到神經(jīng)元的突觸權(quán)重控制電路的輸入端，在微控制器的輸入端對(duì)這個(gè)電壓進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換送入加載了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法(如Widrow-Hoff算法)的微控制器內(nèi)部。在微控制器中，將采集到的電壓與設(shè)定的目標(biāo)電壓比較。然后，根據(jù)兩者之間的誤差，轉(zhuǎn)化為控制信號(hào)VC₁，VC₂，VC₃的電平持續(xù)時(shí)間，來(lái)控制相應(yīng)的憶阻值的變化。

當(dāng)輸入信號(hào)作用到神經(jīng)元時(shí)，神經(jīng)元輸出對(duì)應(yīng)的電壓值響應(yīng)輸入信號(hào)。同時(shí)，突觸權(quán)重控制電路輸出控制信號(hào)，控制對(duì)應(yīng)突觸權(quán)重的增加或減小。這樣，所設(shè)計(jì)的神經(jīng)元電路就實(shí)現(xiàn)了輸入信號(hào)的響應(yīng)和突觸權(quán)重改變同時(shí)進(jìn)行。本電路中的輸入信號(hào)，控制信號(hào)都是數(shù)字邏輯信號(hào)，邏輯信號(hào)的高電平設(shè)定為V_dd，同樣設(shè)定運(yùn)算放大器的電源電壓為V_dd，這樣只使用一種電壓就能完成神經(jīng)元的功能。因?yàn)檩斎牒涂刂菩盘?hào)都是邏輯信號(hào)，突觸權(quán)重控制電路是由微控制器構(gòu)成的，因此，所設(shè)計(jì)的神經(jīng)元便于與現(xiàn)有的電路連接，且容易擴(kuò)展成大型的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

本發(fā)明提供了一種基于憶阻器的神經(jīng)元電路，所設(shè)計(jì)的神經(jīng)元電路具有新型的突觸電路，具有以飽和線(xiàn)性函數(shù)為功能的神經(jīng)元激活函數(shù)電路，用數(shù)字芯片實(shí)現(xiàn)的突觸權(quán)重控制電路。此神經(jīng)元電路有很強(qiáng)的擴(kuò)展性，便于組合實(shí)現(xiàn)大型的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。