一种基于电荷泵的神经元电路制造技术

本发明专利技术属于神经元器件技术领域，具体涉及一种基于电荷泵的神经元电路。本发明专利技术的神经元电路包括：积分重置电路、电压比较电路和脉冲输出电路；积分重置电路以外部电路的电流作为输入，首先把经过突触调制的电流脉冲信号转换成电压脉冲，再利用电荷泵实现电压脉冲信号的累加，进而实现积分，并将积分电压作为输出；电压比较电路将所得积分电压与参考电压进行比较，并将电压比较结果输出给脉冲输出电路；当积分电压大于参考电压，脉冲输出电路向外部电路输出神经脉冲信号，同时把反馈信号发送给积分重置电路，使积分重置电路的积分电容重置电压。本发明专利技术提供的神经元电路减小了所用到的电容大小，具有易集成的特点。

A neuron circuit based on charge pump

【技术实现步骤摘要】
一种基于电荷泵的神经元电路
本专利技术属于神经元器件
，具体涉及一种基于电荷泵的神经元器件。
技术介绍
随着摩尔定律的脚步逐步放缓，CMOS器件的微缩速度越来越慢，芯片计算性能的提升已经不足以应对人工智能发展带来的计算需求的增长。同时，功耗的过快增加也成为限制芯片集成度提高的重要因素。长期以来，人脑一直给人们提供着灵感，因为它从某种程度上以有效的生物能量支持我们的计算能力。受人脑的低功耗和快速计算特点启发的神经形态计算或许会是超大规模机器和人工智能应用未来的基石。但是，目前神经形态计算系统在模仿人脑进行信息处理时，在规模方面还有极大的局限性。人脑的基本组成单元是神经元，数量达到1011个，每个神经元通过103~104个突触与其他神经元相连，构成复杂的神经网络。人脑突触的数量高达1015个，其权值在外界信号作用下动态调整其连接与强度，从而完成学习与记忆功能。因此，要构建与人脑功能接近的神经计算系统，首先要具有相当数量的神经元和突触。目前，突触器件主要依靠SRAM或阻变型存储器件来实现，而神经元一般通过电路来实现。在芯片面积有限的情况本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电荷泵的神经元电路，其特征在于，包括两种积分重置电路、电压比较电路和脉冲输出电路；其中：/n所述积分重置电路以外部电路的电流作为输入，首先把经过突触调制的电流脉冲信号转换成电压脉冲，再利用电荷泵实现电压脉冲信号的累加，进而实现积分，并将积分电压输出给电压比较电路；/n所述电压比较电路以积分重置电路输出的积分电压作为输入，将所得积分电压与参考电压进行比较，并将电压比较结果输出给脉冲输出电路；/n所述脉冲输出电路以电压比较电路输出的电压比较结果作为输入；当积分电压大于参考电压，所述脉冲输出电路向外部电路输出神经脉冲信号；所述脉冲输出电路把反馈信号发送给积分重置电路，使后者的积分电容重置...

【技术特征摘要】
1.一种基于电荷泵的神经元电路，其特征在于，包括两种积分重置电路、电压比较电路和脉冲输出电路；其中：
所述积分重置电路以外部电路的电流作为输入，首先把经过突触调制的电流脉冲信号转换成电压脉冲，再利用电荷泵实现电压脉冲信号的累加，进而实现积分，并将积分电压输出给电压比较电路；
所述电压比较电路以积分重置电路输出的积分电压作为输入，将所得积分电压与参考电压进行比较，并将电压比较结果输出给脉冲输出电路；
所述脉冲输出电路以电压比较电路输出的电压比较结果作为输入；当积分电压大于参考电压，所述脉冲输出电路向外部电路输出神经脉冲信号；所述脉冲输出电路把反馈信号发送给积分重置电路，使后者的积分电容重置电压。


2.如权利要求1所述的基于电荷泵的神经元电路，其特征在于，所述积分重置电路由一个充当电阻的元件、两个单向导通元件、两个电容与一个开关元件构成；
充当电阻的元件第一端连接到电流输入端，第二端接地；
电容第一端连接到电流输入端，第二端连接到第一个单向导通元件第二端与第二个单向导通元件第一端；
第一个单向导通元件第一端连接到直流电压输入；
第二个单向导通元件第二端连接到电容第一端与电压比较电路；
电容第二端接地；
开关元件与所述电容并联，且控制端连接到脉冲输出电路；
所述电容与所述的两个单向导通元件构成电荷泵结构。


3.如权利要求2所述的基于电荷泵的神经元电路，其特征在于：
第一种积分重置电路中，所述电阻一端连接到电流输入端，...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛晓勇，赵晨阳，杨何勇，姜婧雯，田丰实，章志元，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：上海;31