兩類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的CMOS模擬電路設(shè)計與研究.pdf

1、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是模擬人腦基本特性的智能系統(tǒng)，也是一門信息處理的科學(xué)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有自適應(yīng)學(xué)習(xí)、非線性映射、分布并行處理等特點。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)從單個神經(jīng)元的模擬，到最終模擬大腦的信息處理功能。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用非常廣泛，目前主要運用于非線性系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)故障、航空航天、智能機器人等領(lǐng)域。對于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究主要分為三部分：理論研究、應(yīng)用研究和實現(xiàn)技術(shù)研究。而實現(xiàn)技術(shù)上，主要有兩種實現(xiàn)方法：軟件實現(xiàn)和硬件實現(xiàn)。用軟件實現(xiàn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，具有處理速度、并行程度低等缺點，這很

2、難滿足神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)信息處理的實時性的要求。用硬件實現(xiàn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能體現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的快速性、并行計算，且能實現(xiàn)大規(guī)模的信號處理，這在復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理場合中是非常有利的。因此，硬件實現(xiàn)是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然趨勢。硬件實現(xiàn)方法中，基于模擬CMOS電路實現(xiàn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)電路具有結(jié)構(gòu)簡單、集成速度快、占用芯片面積小、集成度高、功耗低等特點，因此本文研究采用模擬CMOS集成電路設(shè)計神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中具有代表性的有：誤差反向傳播BP網(wǎng)絡(luò)、徑向基函數(shù)RBF網(wǎng)絡(luò)、自組織網(wǎng)

3、絡(luò)、感知器、反饋Hopfield網(wǎng)絡(luò)、小腦模型CMAC網(wǎng)絡(luò)、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。目前，已經(jīng)用硬件實現(xiàn)了的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有：BP網(wǎng)絡(luò)、RBF網(wǎng)絡(luò)、感知器等，而在其他的網(wǎng)絡(luò)模型的硬件實現(xiàn)方案甚少。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴針對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的神經(jīng)元模型中權(quán)值不可調(diào)的缺點，設(shè)計了線性可調(diào)運算跨導(dǎo)放大器和電流乘法器電路作為突觸電路，通過改變外部電流實現(xiàn)權(quán)值可調(diào)功能，且設(shè)計的電路結(jié)構(gòu)簡單，線性度高。以此能作為基本單元應(yīng)用于神經(jīng)元電路中。⑵基于自組織競爭神