[发明专利]一种可灵活时分复用的脉冲神经元实现架构

权利要求书

1.一种可灵活时分复用的脉冲神经元实现架构，包括神经元状态寄存器、神经元突触单元和神经元计算单元，其中神经元计算单元可由多个神经元共享；神经元突触单元采用环形存储器架构实现，环形存储器中各单元用于保存突触接收到的不同延时的脉冲权重之和，环形存储器中各单元循环表示不同延时，通过该环形存储器和神经元状态寄存器之间存储器资源共享，满足不同神经元数目和神经元突触单元延迟的需求；

该脉冲神经元实现架构利用时分复用技术，一定数目的神经元共享一个神经元计算单元；在一个状态更新周期中，神经元计算单元按固定的顺序更新各神经元的状态，从对应的神经元状态寄存器和神经元突触单元中分别取出该神经元的当前状态和脉冲权重，计算得到新的神经元状态并保存回神经元状态寄存器，接着进行下一个神经元的状态更新，直到所有共享该神经元计算单元的神经元完成更新；

在神经元 计算单元对神经元N进行状态更新时，神经元N所对应的环形存储器中所表示的延时为零的存储单元的权值被神经元计算单元取出用于神经元状态的更新，并将该存储单元中的数据清零用于保存最长延迟的脉冲权重，其余存储单元的延迟整体减一个时间单位；在神经元状态更新后，若神经元连接权重为W₁的突触和连接权重为W₂的突触又接收到延迟分别为N和M的神经元脉冲时，对应延迟为N的环形存储器单元中的原数据被读回，累加权重W₁后写回原单元；对应延迟为M的环形存储器单元中的原数据被读回，累加权重W₂后写回原单元；未收到对应延迟的环形存储器单元中的数据保持不变。

2.如权利要求1所述的脉冲神经元实现架构，其特征在于：每一个神经元需要独立的神经元状态寄存器和神经元突触单元，神经元突触单元的环形存储器的多少决定神经元网络所能表示的延迟数目，实现环形存储器和神经元状态寄存器之间存储器资源共享，达到神经元规模与突触延迟粒度之间的均衡。

3.如权利要求2所述的脉冲神经元实现架构，其特征在于：当一个神经元突触单元的环形存储器为2M+1个单元的N位存储器，神经元状态寄存器为一个N位存储器，则若将一个神经元所需的环形存储器数目变为M，即延迟种类变为M以后，该神经元可复用为两个神经支持延迟为M的神经元。