SU1138813A1 - Устройство дл моделировани функций нейрона - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ФУНКЦИЙ НЕЙРОНА, содержащее каналы возбуждени  и торможени , образованные наборами посотедовательно соединенных блоков взвешивани  вхоДных сигналов и входных пороговых блоков, отличающеес  тем, что, с целью сокращени  сроков воспроизведени  реакции нерона, оно содержит последовательно соединенные первый сумматор, инвертор, второй сумматор и пороговый блок, причем выходы канала возбуждени  соединены с входами первого сумматора, а выходы канала торможени  - с входами второго сумматора. 2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что пороговый блок содержит пороговьтй детектор и первый четьфехзначный И Л-вентиль, (Л выходы которых соединены с входом второго четырехзначного И Л-вентил  -0 -0 -0 г 0а Фиг.1 Ю 00 эо эо -jzf -ff

Description

1 Изобретение относитс  к моделиро ванию биологических процессов и предназначено дл  построени  нейрон ных сетей, и может быть использован . в вычислительной технике, в система управлени , в самоорганизующихс  системах. Известен . нейронноподобный элемен на И Л-вентил х, содержащий двухколлекторные инверторы- мультипликат ры тока, четырехзначные И Л-вентили и пороговые детекторы ij , Недостатками известного нейронно подобного элемента  вл ютс  низкое быстродействие и большие аппаратурные затраты, а также некотора  нестабильность функционировани , снижающа  точность моделировани . Цель изобретени  - сокращение сроков воспроизведени  реакции нейрона . Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  моделировани  функций нейрона, содержащее кан лы возбуждени  и торможени , обра . зованные наборами последовательно соединенных блоков взвешивани  вход ных сигналов и. входных пороговых блоков 5 дополнительно содержит посл довательно соединенные первый сумма тор, инвертор, второй сумматор и по роговый блок, причем выходы канала возбуждени  соединены с входами пер вого сумматора, а выходы канала тор можени  - с входами второго сумматора . При этом пороговый блок содержит пороговый детектор и первый четырех значный И Л-вентиль, выходы которых соединены с входом второго четырехзначного И Л-вентил . На фиг. 1а,б приведены принципиальна  схема порогового детектора и его условное изображ.ние; на фиг, 2а,б - принципиальна  схема четырехзначного И Л-вентил  и его условное изображение; на фиг. 3 принципиальна  схема инвертора-муль типликатора; на фиг.4 - принципиальна  электрическа  схема устройст ва дл  моделировани  нейрона; на фиг, 5 - функциональна  схема устройства . Устройство дл  моделировани  функций нейрона содержит, шину 1 питани , вход 2, инжектор 3, где Т нормированный уровень инжектируемог тока, выход 4, двухколлекторные ин132 верторы-мультипликаторы 5-8,первыйчетвертый пороговые детекторы 9 12 соответственно с нормированнымипорогами Т, , первый - четвертый четырехзначные И.Л-вентили 13 - 16 с нормированным уровнем 3 инжектируемого тока, п тый четырехзначны.й И Л-вентиль 17 с нормированным уровнем инжектированного тока 6, щестойдев тьй четырехзначные И Л-вентили 18 - 21 соответственно с нормированным уровнем 3 инжектированного тока , дес тый четырехзначньй И Л-вентиль 22 с нормированным уровнем 6 инжектируемого тока, п тый пороговый детектор 23 с нормированным порогом 9, инжектор 24 с нормированным уровнем 3 токаJодиннадцатый четырехзначньш И Л-вентиль 25 с нормированным уровнем 3 инжектируемого тока, входы 26 - 29., выход 30. Входы устройства 26 -.29 соединены с соответствующими входами инверторов- мультипликаторов 5 - 8, первые коллекторы которых подсоединены к входам соответственно пороговых детекторов 9 - 12, выходные коллекторы которых соединены с входами соответствующих четырехзначных И Лвентилей 13 - 16, выходы первого 13 и второго 14 которых соединены с входом п того четырехзначного И Лвентил  17, выход которого соединен. с выходными коллекторами третьего 15 и четвертого 16 четырехзначных И Л-вентилей. Входы первого - четвертого четырехзначных И Л-венти- лей 13 - 16 подсоединены к выходным коллекторам соответственно шестого дев того четырехзначных И Л-вентилей 18 - 21, входы которых подключены к вторым коллекторам инверторов 5-8. Выходной коллектор п того И Л-вентил  17 соединен также с входом дес того четырехзначного вентил  22, первый коллектор которого подключен к входу п того порогового детектора 23, выход которого подсоединен к ин .жектору 24, к входу устройства 30 и к выходу одиннадцатого четырехзначного И Л-вентил  25, вход которого соединен с вторым коллектором дес того И Л-вентил  22, Устройство содержит также группу каналов 31 возбужд,ени , группу каалов 32 торможени , сумматор 33, ороговый блок 34 и блок 35 формироани  выходного сигнала. Кажда  группа каналов 31 и 32 состоит из блоков 36 - 39 взвешивани  входных сигналов и входных пороговых блоков 40 - 43 соответственно Кроме того, группа каналов 31 возбуждени  содержит сумматор 44 взвешенных входных сигналов и инвертор 45, Каждый из блоков взвешивани  входных сигналов состоит из двухколлекторных инверторов-мультипликаторов 5-8 соответственно. Вес входа задаетс  отношением площади выходного коллектора к площади- закороченного , котора  принимаетс  за единицу. Устройство работает следующим образом. На входы 26 - 29 подаютс  сигналы в виде нормированных дискретных уров ней О, 1, 2 и 3.тока, представл ющих значени  возбуждающих Х И Х„ и торможных У;( и У сигналов. Сигналы X , Х, У,, и У2 идентичны и различаютс  только тем, что Х и Х,-; подаютс  на входы 26 и 27 возбуждаю щего канала, а У, и J входы 28и 29 тормозного канала. При этом инверторы-мультипликаторы 5 и 6, по роговые детекторы 9 и 10 и четьфехзначные И Л-вентили 13,14,18 и 19 относ тс  к двум возбуждающим каналам , а инверторы-мультипликаторы 7 и 8, пороговые детекторы 11 и 12, четырехзначные И Л-вентили 15,16,20 и 21 - к двум тормозным каналам. Токи, поступающие на входы 26 29инвертируютс  и мультиплицируютс на два выхода кажд.ый двухколлекторными инверторами-мультипликаторами , 5-8 соответственно. Если ток Х, U1 поступающий на вход порогового .детектора 9, меньше заданного порога Т (), то пороговый детектор 9 открываетс  и отсасывает через цепь своего коллектора ток с входа четырехзначного И Л-вентил  13, при этом вентиль 13 закрываетс . Аналогично, если ток на входе 27 меньше зал нного порога Т(), закрываетс  вентиль 14. Тогда на вход четырехзначного И Л-вентил  17с нормирова . ным уровнем 6 инжектируемого тока поступает весь ток с его инжектора ( шесть единиц)j и вентиль будет отбирать на себ  шесть единиц тока с инжектора четырехзначного И Л-вентил  22. При этом вентиль 22 закрыт и ток на его выходе равен О, что меньше заданного порогаб , поэтому пороговый детектор 23 открываетс  и отсасывает на себ  три единицы тока от инжектора 24. На выходе устройства ток равен 0. Если ток X., поступающий на вход порогового детектора 9, превьшгает заданный порог Т,| или равен ему (.Tj), то пороговый детектор 9 закрьгеаетс . При этом через четырехзначный И Л-вентиль 18 с инжектора вентил  13 отбираетс  (3 - Xjj) единиц тока и на вход четырехзначного И Л-вентил  13 поступает ток, равньй 3 - (3 - X,) X.. Если ток Хо на входе 27 превышает или равен заданному порогу Т порогового детектора 9 (ХпХТ), то на вход вентил  14 аналогичным образом поступает ток Х2. При этом через четырехзначный И Лвентиль 17 с инжектора вентил  22 отбираетс  6 - (Х.+Хл) единиц тока и на вход порогового детектора 23 поступает 6 - б - (Сд+Х2) единиц тока. Если , то пороговый детектор 23 закрыт и от инжектора 24 через четырехзначный вентиль 25 отбираетс  3 - (Х.+Х) единиц тока. На выходе 30 устройства будет течь ток 3 - З - (Х.+Х Л () единиц. В случае, если X , на выходе 30 будет течь ток, равный трем единицам , что моделирует верхний порог насьш1ени  нейрона. В случае, если сигналы на входах 28 и 29 превышают соответствующие пороги Т и Т или равны им (У,Т,; ), от инжектора четырехзиачиого И Лвентил  22 отбираетс  еще () единиц тока и на вход порогового детектора 23 .ступат 6 - б - (Х,+ +Х) - () С(Х,+Х,,) - () единиц тока. Дальнейша  работа происходит аналогично указанному и на выходе 30 будет течь ток 3 -(3- Г( -нх) - (У, +У2) (х,+х) - () : единиц тока.

J

ю

Фиг.З

HZT

К -0 -0

Фиг. 4

Фиг. 5

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ФУНКЦИЙ НЕЙРОНА, содержащее каналы возбуждения и торможения, обра зованные наборами последовательно соединенных блоков взвешивания входных сигналов и входных пороговых блоков, отличающееся тем, что, с целью сокращения сроков воспроизведения реакции нерона, оно содержит последовательно соединенные первый сумматор, инвертор, второй сумматор и пороговый блок, причем выходы канала возбуждения соединены с входами первого сумматора, а выходы канала торможения — с входами второго сумматора.

2. Устройство по п. ^отличающееся тем, что пороговый блок содержит пороговый детектор и первый четырехзначный И²Л-вентиль, выходы которых соединены с входом второго четырехзначного И²Л-вентиля*