[发明专利]具有交叉式阵列结构的神经形态设备

权利要求书

1.一种神经形态设备，包括：

交叉式阵列结构，所述交叉式阵列结构包括经由N×M个电子设备在联结处互连的N个输入线和M个输出线，其中所述输入线包括N₁个第一输入线和N₂个第二输入线，所述N₁个第一输入线和所述N₂个第二输入线分别经由所述电子设备的N₁×M个第一设备和所述电子设备的N₂×M个第二设备连接至所述M个输出线，其中N₁≥1，N₂≥1，N₁+N₂＝N，并且M≥1，以及

模拟电路，所述模拟电路被配置为：

对所述电子设备编程，使得所述第一设备存储突触权重，并且使得所述第二设备存储神经元状态；以及

在操作中，基于耦合到所述第一输入线中的N₁个输入信号、耦合到所述第二输入线中的N₂个控制信号以及存储在所述第一设备和所述第二设备中的每一者上的值，根据乘法累加操作来读出从所述M个输出线获得的M个输出信号。

2.根据权利要求1所述的神经形态设备，其中

所述模拟电路还被配置为通过根据由所述模拟电路在操作中先前读出的M个输出信号对所述N₂×M个第二设备中的至少一些重新编程来更新所述N₂×M个第二设备中的所述至少一些上存储的神经元状态。

3.根据权利要求1所述的神经形态设备，其中：

所述模拟电路还被配置为将所述N₁个输入信号和所述N₂个控制信号分别耦合到所述N₁个第一输入线和所述N₂个第二输入线中。

4.根据权利要求1所述的神经形态设备，其中：

所述第二输入线包括经由M个给定电子设备连接至所述输出线的给定控制线，其中所述M个给定电子设备能由所述模拟电路编程以存储M个初始膜电位值，并且

所述模拟电路还被配置为将给定控制信号耦合到所述给定控制线中，以便读出的所述M个输出信号表示M个最终膜电位值，所述M个最终膜电位值基于所述M个初始膜电位值获得，作为在操作中通过将所述N₁个输入信号耦合到所述N₁个第一输入线中获得的突触输入的泄漏积分器。

5.根据权利要求4所述的神经形态设备，其中

所述模拟电路还被配置为在操作中通过根据表示由所述模拟电路先前读出的M个最终膜电位值的M个输出信号对这种设备重新编程来更新存储在所述M个给定电子设备上的膜电位值。

6.根据权利要求4所述的神经形态设备，其中

所述模拟电路还被配置为对于所述M个输出线中的每个输出线，执行读出的所述M个输出信号中的每个输出信号与阈值θ之间的比较。

7.根据权利要求6所述的神经形态设备，其中

所述模拟电路还被配置为基于所述比较的结果为所述M个输出线中的每个输出线产生信号，并且还被配置为重置存储在所述M个给定电子设备中的任何给定电子设备上的值。

8.根据权利要求6所述的神经形态设备，其中：

所述第二电子设备包括M个另外的电子设备，并且所述第二输入线包括经由所述M个另外的电子设备连接至所述输出线的另外的控制线，所述M个另外的电子设备可由所述模拟电路编程以存储M个阈值，以便读出的所述M个输出信号表示所述M个最终膜电位值与在操作中耦合到所述另外的控制线中的适当选择的另外的控制信号的所述M个阈值的M个差值。