專利名稱：基于cnn的動態(tài)可重構(gòu)邏輯門實現(xiàn)方法及其實現(xiàn)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可重構(gòu)電路技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于細(xì)胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)CNN的動態(tài)可重構(gòu)邏輯門實現(xiàn)方法及其實現(xiàn)電路。
背景技術(shù)：
邏輯門電路是數(shù)字電路中最基本的邏輯元件，所謂門就是一種開關(guān)，它能按照一定的條件去控制信號的通過或不通過。門電路的輸入和輸出之間存在一定的邏輯關(guān)系(因果關(guān)系)，所以門電路又稱為邏輯門電路。傳統(tǒng)的邏輯門電路是由單選擇的開關(guān)電路組合而成，門電路是預(yù)先設(shè)置好的，不能進(jìn)行動態(tài)轉(zhuǎn)換，如:“與門”和“或門”不可互換。由此結(jié)構(gòu)形成的計算機工作體系面臨著發(fā)展的困境，用戶不能對計算資源和計算處理之間的配置做出控制，芯片只能執(zhí)行特定的功能，缺乏可控性、靈活性和可變性。構(gòu)造動態(tài)可重構(gòu)的邏輯門電路和芯片成為下一代計算機芯片設(shè)計重要方向之一。早在1960年，Gerald Estrin就提出可重構(gòu)計算的概念，Suetlana P提出動態(tài)可重構(gòu)系統(tǒng)的設(shè)想。隨著90年代PLD的出現(xiàn)，可重構(gòu)硬件的研究再次成為熱點。FPGA通過改變電路連線實現(xiàn)不同邏輯功能，但其配置過程耗時較長，通常為幾十毫秒，隨著FPGA規(guī)模增大，其配置時間將越來越長。近十幾年，非線性動力學(xué)領(lǐng)域出現(xiàn)了一個新的理論研究方向，即利用非線性系統(tǒng)豐富的模式進(jìn)行靈活、可重構(gòu)的運算，該設(shè)計為構(gòu)建靈活的通用運算裝置甚至動態(tài)計算機體系提供了新的可能。1998年，Sinha and Ditto提出了混沌計算的概念，即在不改變電路結(jié)構(gòu)的前提下，利用混沌系統(tǒng)內(nèi)部的 非線性動力特性，通過改變少量的系統(tǒng)參數(shù)，實現(xiàn)系統(tǒng)邏輯功能的轉(zhuǎn)換。以混沌計算為基礎(chǔ)的芯片配置時間為納米量級。但是混沌系統(tǒng)相當(dāng)復(fù)雜，對系統(tǒng)參數(shù)和初值非常敏感，這使得系統(tǒng)的穩(wěn)定性不好且不易于超大規(guī)模電路實現(xiàn)。細(xì)胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)是一種能實時、高速并行處理信號的大規(guī)模非線性模擬電路，易于超大規(guī)模電路(VLSI)的實現(xiàn)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠在多種邏輯功能間動態(tài)轉(zhuǎn)換，結(jié)構(gòu)簡單，易于超大規(guī)模電路實現(xiàn)且穩(wěn)定性高的基于CNN的動態(tài)可重構(gòu)邏輯門實現(xiàn)方法及其實現(xiàn)電路。本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題:本發(fā)明設(shè)計了一種基于CNN的動態(tài)可重構(gòu)邏輯門實現(xiàn)方法，包括如下具體步驟:步驟(I):利用輸入信號、模板參數(shù)和偏置量參數(shù)建立如下狀態(tài)方程:
權(quán)利要求
1.一種基于CNN的動態(tài)可重構(gòu)邏輯門實現(xiàn)方法，其特征在于，包括如下具體步驟: 步驟(I):利用輸入信號、模板參數(shù)和偏置量參數(shù)建立如下狀態(tài)方程:
2.一種基于CNN的動態(tài)可重構(gòu)邏輯門實現(xiàn)電路，其特征在于，包括6個運算放大器、20個電阻和I個電容，其中: 所述第一運算放大器反相輸入端分別經(jīng)由所述第一電阻和第二電阻接入第一、第二輸入信號V1和V2 ； 所述第一運算放大器反相輸入端經(jīng)所述第三電阻，接入偏置量參數(shù)z ； 所述第一運算放大器同相輸入端經(jīng)第四電阻接地； 所述第一運算放大器反相輸入端經(jīng)第五電阻與其自身的輸出端相連； 所述第一運算放大器反相輸入端經(jīng)第二十電阻與第五運算放大器輸出端相連； 所述第一運算放大器輸出端經(jīng)第六電阻與第二運算放大器反相輸入端相連； 所述第二運算放大器反相輸入端經(jīng)第一電容與第二運算放大器輸出端相連； 所述第二運算放大器輸出端經(jīng)第八電阻與第三運算放大器反相輸入端相連，第二運算放大器輸出端經(jīng)第十三電阻與第四運算放大器反相輸入端相連； 所述第二運算放大器同相輸入端經(jīng)第七電阻接地； 所述第三運算放大器反相輸入端經(jīng)第九電阻與其自身的輸出端相連； 所述第三運算放大器同相輸入端經(jīng)第十電阻接地； 所述第三運算放大器輸出端經(jīng)第十一電阻與第一運算放大器反相輸入端相連； 所述第四運算放大器輸出端經(jīng)第十二電阻與其自身的反相輸入端相連，第四運算放大器輸出端經(jīng)第十五電阻與第五運算放大器反相輸入端相連； 所述第四運算放大器同相輸入端經(jīng)第十四電阻接地； 所述第五運算放大器同相輸入端經(jīng)第十七電阻接地； 所述第五運算放大器輸出端經(jīng)第十六電阻與其自身的反相輸入端相連，第五運算放大器輸出端經(jīng)第十八電阻與第六運算放大器同相輸入端相連； 所述第六運算放大器同相輸入端經(jīng)第十九電阻接地； 所述第六運算放大器輸出端與其自身的反相輸入端直接相連； 所述第六運算放大器輸出端作為基于CNN的動態(tài)可重構(gòu)邏輯門實現(xiàn)電路的輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于CNN的動態(tài)可重構(gòu)邏輯門實現(xiàn)電路，其特征在于: 所述第十三電阻阻值與所述第十四電阻阻值相等； 所述第一電阻與第二、第十電阻阻值相等，第一電阻阻值為第十三電阻阻值的15倍；所述第三電阻與第五、第八、第九、第十一、第十八、第十九、第二十電阻阻值相等，第三電阻阻值為第十三電阻阻值的30倍； 所述第六電阻與第七、第十二、第十五電阻阻值相等，第六電阻阻值為第十三電阻阻值的10倍； 所述第四電阻阻值為所述第十三電阻阻值的4倍； 所述第十七電阻阻值是所述第十三電阻阻值的3.75倍；所述第十六 電阻阻值是所述第十三電阻阻值的1.5倍。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于CNN的動態(tài)可重構(gòu)邏輯門實現(xiàn)方法及其實現(xiàn)電路，利用輸入信號、模板參數(shù)和偏置量參數(shù)建立狀態(tài)方程，得到系統(tǒng)狀態(tài)變量的方程，并僅通過改變模板參數(shù)信號，可動態(tài)實現(xiàn)不同的邏輯功能；本發(fā)明所設(shè)計的基于CNN的動態(tài)可重構(gòu)邏輯門實現(xiàn)方法及其實現(xiàn)電路具有電路更簡單、系統(tǒng)穩(wěn)定性高且適于超大規(guī)模集成電路實現(xiàn)等優(yōu)點。
文檔編號G06N3/06GK103219991SQ20131009658
公開日2013年7月24日 申請日期2013年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月22日
發(fā)明者劉硯一, 劉文波, 袁曉征 申請人:南京航空航天大學(xué)