재구성 가능한 뉴로모픽 시스템 및 이의 신경망 구성 방법
RECONFIGURABLE NEUROMORPHIC SYSTEM AND METHOD OF NEURAL NETWORK CONFIGURATION
특허 요약
단일 시냅스 어레이 상에서 은닉층(hidden layer)의 개수를 확장할 수 있는 재구성 가능한 뉴로모픽 시스템(reconfigurable neuromorphic system) 및 이의 신경망 구성 방법이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 재구성 가능한 뉴로모픽 시스템은 입력 신호들과 출력 신호들에 따라 가중치가 변화하는 시냅스 소자들로 이루어지는 시냅스 어레이(synapse array); 행 방향의 입력 신호들을 시냅스 소자들로 출력하고, 시냅스 소자들로부터 행 방향의 출력 신호들을 전달받는 제1 양방향 뉴런 회로; 열 방향의 입력 신호들을 시냅스 소자들로 출력하고, 시냅스 소자들로부터 열 방향의 출력 신호들을 전달받는 제2 양방향 뉴런 회로; 및 시냅스 어레이 상에서 어레이 영역들을 연속적으로 순차 할당하여 신경망을 구성하는 제어부;를 포함한다.
청구항
번호청구항
10

삭제

11

삭제

12

삭제

13

삭제

14

삭제

15

삭제

1

입력 신호들과 출력 신호들에 따라 가중치가 변화하는 시냅스 소자들로 이루어지는 시냅스 어레이;행 방향의 입력 신호들을 상기 시냅스 소자들로 출력하고, 상기 시냅스 소자들로부터 행 방향의 출력 신호들을 전달받는 제1 양방향 뉴런 회로;열 방향의 입력 신호들을 상기 시냅스 소자들로 출력하고, 상기 시냅스 소자들로부터 열 방향의 출력 신호들을 전달받는 제2 양방향 뉴런 회로; 및상기 시냅스 어레이 상에서 서로 중첩되지 않는 어레이 영역들을 연속적으로 순차 할당하여 신경망을 구성하는 제어부;를 포함하고,상기 제1 양방향 뉴런 회로 및 상기 제2 양방향 뉴런 회로 중 적어도 하나는 상기 시냅스 소자들에 연결되는 복수 개의 단위 뉴런 회로를 포함하고,상기 제어부는,심층 신경망의 계층 순으로 상기 어레이 영역들을 순차적으로 활성화하고; 그리고상기 심층 신경망의 계층 순으로 활성화되는 하나의 어레이 영역을 제외한 나머지 어레이 영역이 비활성화되도록 상기 복수 개의 단위 뉴런 회로를 제어하는 재구성 가능한 뉴로모픽 시스템.

2

제 1 항에 있어서,상기 제어부는 상기 시냅스 어레이 상에 할당되는 어레이 영역들의 개수를 조절하여 상기 신경망의 은닉층의 개수를 조절하는 재구성 가능한 뉴로모픽 시스템.

3

삭제

4

제 1 항에 있어서,상기 단위 뉴런 회로는,상기 시냅스 소자들로부터 전달되는 행 방향 또는 열 방향의 출력 신호들에 따라 발화하는 뉴런부;상기 뉴런부에 의해 발화되어 생성되는 행 방향 또는 열 방향의 입력 신호들을 저장하는 저장부; 및상기 제어부에 의해, 상기 단위 뉴런 회로를 입력 뉴런 또는 출력 뉴런으로 활성화시키거나, 비활성화시키는 스위치부;를 포함하는 재구성 가능한 뉴로모픽 시스템.

5

입력 신호들과 출력 신호들에 따라 가중치가 변화하는 시냅스 소자들로 이루어지는 시냅스 어레이;행 방향의 입력 신호들을 상기 시냅스 소자들로 출력하고, 상기 시냅스 소자들로부터 행 방향의 출력 신호들을 전달받는 제1 양방향 뉴런 회로;열 방향의 입력 신호들을 상기 시냅스 소자들로 출력하고, 상기 시냅스 소자들로부터 열 방향의 출력 신호들을 전달받는 제2 양방향 뉴런 회로; 및상기 시냅스 어레이 상에서 어레이 영역들을 연속적으로 순차 할당하여 신경망을 구성하는 제어부;를 포함하고,상기 제어부는 심층 신경망의 계층 순으로 상기 어레이 영역들을 순차적으로 활성화하도록 구성되고,상기 제1 양방향 뉴런 회로 및 상기 제2 양방향 뉴런 회로 중 적어도 하나는 상기 시냅스 소자들에 연결되는 복수 개의 단위 뉴런 회로를 포함하고,상기 단위 뉴런 회로는,상기 시냅스 소자들로부터 전달되는 행 방향 또는 열 방향의 출력 신호들에 따라 발화하는 뉴런부;상기 뉴런부에 의해 발화되어 생성되는 행 방향 또는 열 방향의 입력 신호들을 저장하는 저장부; 및상기 제어부에 의해, 상기 단위 뉴런 회로를 입력 뉴런 또는 출력 뉴런으로 활성화시키거나, 비활성화시키는 스위치부;를 포함하고,상기 제어부는 상기 심층 신경망의 계층 순으로 활성화되는 하나의 어레이 영역을 제외한 나머지 어레이 영역이 비활성화되도록 상기 복수 개의 단위 뉴런 회로를 제어하는 재구성 가능한 뉴로모픽 시스템.

6

제 5 항에 있어서,상기 제어부는 상기 제1 양방향 뉴런 회로 및 상기 제2 양방향 뉴런 회로 중 비활성화되는 어레이 영역에 대응하는 단위 뉴런 회로에 전류가 흐르지 않도록 상기 단위 뉴런 회로를 플로팅시키거나 상기 단위 뉴런 회로에 설정된 전압을 인가하는 재구성 가능한 뉴로모픽 시스템.

7

제 4 항에 있어서,상기 제어부는 인접하는 두 개의 어레이 영역들 중 후행하는 어레이 영역의 입력 신호의 개수가 선행하는 어레이 영역의 출력 신호의 개수와 동일하도록, 상기 어레이 영역들을 할당하는 재구성 가능한 뉴로모픽 시스템.

8

제 7 항에 있어서,상기 제어부는 선행의 신경망 계층에서 출력 뉴런으로 활성화된 단위 뉴런 회로가 후행의 신경망 계층에서 입력 뉴런으로 활성화되도록 상기 스위치부를 제어하는 재구성 가능한 뉴로모픽 시스템.

9

제 1 항에 있어서,상기 제어부는 초기 어레이 영역으로부터 행 방향 및 열 방향으로 번갈아 가면서 상기 어레이 영역들을 연속적으로 순차 할당하는 재구성 가능한 뉴로모픽 시스템.

16

제 1 항, 제 2 항, 제 4 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항의 재구성 가능한 뉴로모픽 시스템에 의해 수행되는 신경망 구성 방법으로서,입력 신호들과 출력 신호들에 따라 가중치가 변화하는 시냅스 소자들로 이루어지는 단일 시냅스 어레이 상에서 신경망의 계층 순으로 서로 중첩되지 않는 어레이 영역들을 연속적으로 순차 할당하여 상기 신경망을 구성하는 단계;를 포함하고,상기 신경망을 구성하는 단계는,제어부에 의해, 심층 신경망의 계층 순으로 상기 어레이 영역들을 순차적으로 활성화하는 단계; 및상기 제어부에 의해, 상기 심층 신경망의 계층 순으로 활성화되는 하나의 어레이 영역을 제외한 나머지 어레이 영역이 비활성화되도록 상기 시냅스 소자들에 연결되는 복수 개의 단위 뉴런 회로를 제어하는 단계를 포함하는 신경망 구성 방법.

17

제 16 항에 있어서,상기 신경망을 구성하는 단계는 상기 시냅스 어레이 상에 할당되는 어레이 영역들의 개수를 조절하여 상기 신경망의 은닉층의 개수를 조절하는 신경망 구성 방법.

18

삭제

19

제 16 항에 있어서,상기 신경망을 구성하는 단계는 인접하는 두 개의 어레이 영역들 중 후행하는 어레이 영역의 입력 신호의 개수가 선행하는 어레이 영역의 출력 신호의 개수와 동일하도록, 상기 어레이 영역들을 할당하는 신경망 구성 방법.

20

제 16 항에 있어서,상기 신경망을 구성하는 단계는 초기 어레이 영역으로부터 행 방향 및 열 방향으로 번갈아 가면서 상기 어레이 영역들을 연속적으로 순차 할당하는 신경망 구성 방법.