最大值求解电路及最大值求解方法技术

本申请提供一种最大值求解电路及最大值求解方法。该最大值求解电路包括N个第一放大电路、运算放大电路、对数放大电路和模数转换电路。每个第一放大电路用于接收一个数字信号，将数字信号转换为第一模拟电压，以及根据指数函数对第一模拟电压进行处理后得到第二模拟电压，对第二模拟电压进行电流转换后输出第一模拟电流；运算放大电路用于将M个第一模拟电流的电流和转换为第三模拟电压；对数放大电路用于根据对数函数对第三模拟电压进行运算，得到M个第一模拟电压中的最大模拟电压；模数转换电路用于将最大模拟电压转换为目标数字信号后输出。本申请可以解决传统模拟电路工作效率低的问题。作效率低的问题。作效率低的问题。

【技术实现步骤摘要】
最大值求解电路及最大值求解方法


[0001]本申请涉及电变量处理技术，尤其涉及一种最大值求解电路及最大值求解方法。

技术介绍

[0002]在神经网络中经常利用最大池化操作(最大池化层)从输入的多个值中确定出最大的值。例如一张100像素*100像素的图像，一共具有1万个像素点，每个像素点都具有像素值。将该图像输入至神经网络后可以利用最大池化操作确定出该1万个像素点对应的1万个像素值中最大的像素值。
[0003]在最大池化操作中需要使用到模拟电路来输出多个输入值中的最大值。具体的，多个输入值(数字信号)被转换为多个模拟信号，再由模拟电路中的比较电路进行两两比较后输出两个模拟信号中的较大值对应的模拟信号，直到得到最大值对应的模拟信号。最大值对应的模拟信号再被转换为数字信号后就可以得到该多个输入值中的最大值。
[0004]利用传统的模拟电路输出多个输入值中的最大值时，如果输入至模拟电路的数字信号有n个，则模拟电路至少需要比较lb(n)次才可以确定出该多个输入至中的最大值对应的模拟信号。传统模拟电路比较次数太多，导致模拟电路工作效率低，从而影响神经网络模拟计算的速度。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种最大值求解电路及最大值求解方法，用以解决传统模拟电路工作效率低的问题。
[0006]一方面，本申请提供一种最大值求解电路，包括：
[0007]N个第一放大电路，N个所述第一放大电路用于接收M个数字信号，将M个所述数字信号转换为M个第一模拟电压，以及对所述第一模拟电压进行指数放大处理后得到第二模拟电压，对所述第二模拟电压进行电流转换后输出第一模拟电流，N和M均为大于零的整数，且M小于或等于N；
[0008]运算放大电路，所述运算放大电路的输入端与N个所述第一放大电路的输出端连接，所述运算放大电路的输入为M个所述第一模拟电流的电流和，所述运算放大电路用于将M个所述第一模拟电流的电流和转换为第三模拟电压；
[0009]对数放大电路，所述对数放大电路的输入端与所述运算放大电路的输出端连接，所述对数放大电路用于对所述第三模拟电压进行对数放大处理，得到所述M个第一模拟电压中的最大模拟电压；
[0010]模数转换电路，用于将所述最大模拟电压转换为目标数字信号后输出，所述目标数字信号为所述M个数字信号中具有最大值的数字信号。
[0011]其中一个实施例中，所述第一放大电路包括：
[0012]数模转换器，用于将所述数字信号转换为第一模拟电压；
[0013]指数放大器，与所述数模转换器的输出端连接，用于对所述第一模拟电压进行指
数放大处理后得到所述第二模拟电压；
[0014]电流转换电阻，一端与所述指数放大器的输出端连接，另一端与所述运算放大电路的输入端连接；所述电流转换电阻用于对所述第二模拟电压进行电流转换后输出第一模拟电流。
[0015]其中一个实施例中，所述指数放大器包括：
[0016]第一二极管，所述第一二极管的正极与所述数模转换器的输出端连接；
[0017]第一放大器，所述第一放大器的反向输入端与所述第一二极管的负极连接；
[0018]第一电阻，所述第一电阻的一端连接所述第一放大器的反向输入端，所述第一电阻的另一端连接所述第一放大器的输出端。
[0019]其中一个实施例中，所述运算放大电路包括：
[0020]第二放大器，所述第二放大器的反向输入端与所述电流转换电阻的另一端连接，所述第二放大器的输出端与所述对数放大电路的输入端连接；
[0021]第二电阻，所述第二电阻的一端连接所述第二放大器的反向输入端，所述第二电阻的另一端与所述第二放大器的输出端连接。
[0022]其中一个实施例中，所述对数放大电路包括：
[0023]第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第二放大器的输出端连接；
[0024]第三放大器，所述第三放大器的反向输入端与所述第三电阻的另一端连接，所述第三放大器的输出端与所述模数转换电路的输入端连接；
[0025]第二二极管，所述第二二极管的正极与所述第三放大器的反向输入端连接，所述第二二极管的负极与所述第三放大器的输出端连接。
[0026]其中一个实施例中，所述第一放大电路对所述第一模拟电压进行指数放大处理时的指数函数为y＝a*exp(kx+g)+c，其中，x为所述第一模拟电压，y为所述第二模拟电压，a、k、g、c均属于调节参数；
[0027]所述对数放大电路对所述第三模拟电压进行对数放大处理时的对数函数为Y＝m*ln(X)+f，其中，X为所述第三模拟电压，Y为所述最大模拟电压，m和f均属于调节参数。
[0028]其中一个实施例中，所述最大值求解电路的约束函数为：
[0029][0030]其中，x
i
代表任意一个所述第一模拟电压，y
i
＝a*exp(kx
i
+g)+c，y
i
代表任意一个所述第二模拟电压；x
max
即Y，代表所述最大模拟电压；b代表所述最大值求解电路的量化误差；M代表所述数字信号的个数；a、k、g、c、m和f均属于所述调节参数。
[0031]另一方面，本申请提供一种最大值求解方法，应用于如第一方面所述的最大值求解电路，包括：
[0032]基于N个第一放大电路接收M个数字信号，并基于N个所述第一放大电路将所述M个数字信号转换为M个第一模拟电压，对所述M个所述第一模拟电压进行指数放大处理后得到M个第二模拟电压，对M个所述第二模拟电压进行电流转换后输出M个第一模拟电流，N和M均为大于零的整数，且M小于或等于N；
[0033]基于运算放大电路将M个所述第一模拟电流的电流和转换为第三模拟电压；
[0034]基于对数放大电路，对所述第三模拟电压进行对数放大处理，得到所述M个第一模
拟电压中的最大模拟电压；
[0035]基于模数转换电路将所述最大模拟电压转换为目标数字信号后输出，所述目标数字信号为所述M个数字信号中具有最大值的数字信号。
[0036]其中一个实施例中，所述指数放大处理时使用的指数函数为y＝a*exp(kx+g)+c，其中，x为所述第一模拟电压，y为所述第二模拟电压，a、k、g、c均属于调节参数；
[0037]所述对数放大处理时使用的对数函数为Y＝m*ln(X)+f，其中，X为所述第三模拟电压，Y为所述最大模拟电压，m和f均属于调节参数。
[0038]其中一个实施例中，所述最大值求解电路的约束函数为：
[0039][0040]其中，x
i
代表任意一个所述第一模拟电压，y
i
＝a*exp(kx
i
+g)+c，y
i
代表任意一个所述第二模拟电压；x
max
即Y，代表所述最大模拟电压；b代表所述最大值求解电路的量化误差；M代表所述数字信号的个数；a、k、g、c、m本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种最大值求解电路，其特征在于，包括：N个第一放大电路，N个所述第一放大电路用于接收M个数字信号，将M个所述数字信号转换为M个第一模拟电压，以及对所述第一模拟电压进行指数放大处理后得到第二模拟电压，对所述第二模拟电压进行电流转换后输出第一模拟电流，N和M均为大于零的整数，且M小于或等于N；运算放大电路，所述运算放大电路的输入端与N个所述第一放大电路的输出端连接，所述运算放大电路的输入为M个所述第一模拟电流的电流和，所述运算放大电路用于将M个所述第一模拟电流的电流和转换为第三模拟电压；对数放大电路，所述对数放大电路的输入端与所述运算放大电路的输出端连接，所述对数放大电路用于对所述第三模拟电压进行对数放大处理，得到所述M个第一模拟电压中的最大模拟电压；模数转换电路，用于将所述最大模拟电压转换为目标数字信号后输出，所述目标数字信号为所述M个数字信号中具有最大值的数字信号。2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一放大电路包括：数模转换器，用于将所述数字信号转换为第一模拟电压；指数放大器，与所述数模转换器的输出端连接，用于对所述第一模拟电压进行指数放大处理后得到所述第二模拟电压；电流转换电阻，一端与所述指数放大器的输出端连接，另一端与所述运算放大电路的输入端连接；所述电流转换电阻用于对所述第二模拟电压进行电流转换后输出第一模拟电流。3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述指数放大器包括：第一二极管，所述第一二极管的正极与所述数模转换器的输出端连接；第一放大器，所述第一放大器的反向输入端与所述第一二极管的负极连接；第一电阻，所述第一电阻的一端连接所述第一放大器的反向输入端，所述第一电阻的另一端连接所述第一放大器的输出端。4.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述运算放大电路包括：第二放大器，所述第二放大器的反向输入端与所述电流转换电阻的另一端连接，所述第二放大器的输出端与所述对数放大电路的输入端连接；第二电阻，所述第二电阻的一端连接所述第二放大器的反向输入端，所述第二电阻的另一端与所述第二放大器的输出端连接。5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述对数放大电路包括：第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第二放大器的输出端连接；第三放大器，所述第三放大器的反向输入端与所述第三电阻的另一端连接，所述第三放大器的输出端与所述模数转换电路的输入端连接；第二二极管，所述第二二极管的正极与所述第三放大器的反向输入端连接，所述第二二极管的负极与所述第三放大器的输出端连接。6.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一放大电路对所述第一模拟电压进行指数放大处理时...

【专利技术属性】
技术研发人员：余学儒，李琛，段杰斌，郭令仪，
申请(专利权)人：上海集成电路研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：