一种基于双忆阻的SOFM神经网络系统设计研究

• 作者: 文常保 刘达祺 朱玮 全思 茹锋
• 来源期刊: 微电子学与计算机
• 学科: 工学
• 关键词: SOFM神经网络 忆阻器 双忆阻结构 权值电压
• 年，卷（期）: 2022,（5）
• 所属期刊栏目: 忆阻器
• 页码范围: 111-117
• 页数: 6页
• 分类号: TN60,TP183
• 语种: 中文
• DOI: 10.19304/J.ISSN1000-7180.2021.1117

摘要

基于双忆阻结构阻值可线性调节的特点，提出了一种基于双忆阻的SOFM神经网络系统设计方案.该方案由预处理模块、双忆阻权值模块、欧式距离运算模块、神经元决策模块和忆阻权值更新模块组成.双忆阻权值模块由双忆阻单元和放大单元构成，双忆阻单元由两个结构相同、掺杂区相连的忆阻器构成.相对于单忆阻器结构，双忆阻由于总阻值可以保持不变，能够实现忆阻阻值的线性调整.欧式距离运算模块由减法电路、平方电路、加法电路构成，可以计算输入电压信号与权值电压信号之间的欧式距离，从而为神经元决策模块提供决策依据.通过调节电压信号控制双忆阻权值模块的权值电压，可以完成SOFM神经网络的训练和测试.根据该方案进行了一个聚类实验，实验结果表明所设计的神经网络系统可以实现忆阻器阻值在0.7kΩ~1.1kΩ范围内，权值电压在0.55 V~0.85 V范围内的调节.实现了将10个训练样本聚类为8种情况，并将8个测试样本聚为4类，与SOFM神经网络算法的测试结果一致，由此验证了所设计电路的有效性。