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申请/专利权人：华中科技大学;湖北江城实验室

摘要：本发明公开了一种求解优化问题的Hopfield网络硬件电路及操作方法，该电路包括突触模块、退火模块、神经元模块和激活函数模块；突触模块包括偏置单元和电子突触器件阵列的权重单元，偏置单元输出固定偏置电流信号，阵列以电导的形式编码为权重信息，在来自激活函数模块输出的电压信号的作用下产生输出电流输出至神经元模块；退火模块在暂态退火信号和来自激活函数模块输出的电压信号的作用下产生输出电流，输出到神经元模块；神经元模块包括电阻、电容和运算放大器，接收来自突触模块和退火模块的电流，并产生输出电压，输出到激活函数模块进行非线性激活函数运算。本发明可有效减小外围电路，同时还可提升求解组合优化问题的运行速度和收敛效果。

主权项：1.一种求解优化问题的Hopfield网络硬件电路，其特征在于，包括突触模块、退火模块、神经元模块和激活函数模块；突触模块，包括偏置单元和权重单元，偏置单元用于输出m个固定偏置电流信号Ibias,j，m表示组合优化问题的规模；权重单元包括电子突触器件阵列，各电子突触器件的电导Gxy用于对应编码为权重信息，权重信息根据组合优化问题确定的能量函数计算得到，且电子突触器件阵列各行中的电子突触器件对应在激活函数模块输出的各电压信号vi的作用下输出总的电流信号Ij；Gxy表示电子突触器件阵列中第x行、第y列电子突触器件的电导，x∈[1，m]，y∈[1，m]；下标i、j对应表示第i、j个输出信号，i∈[1，m]，j∈[1，m]；神经元模块，包括多个神经元单元，各神经元单元均包括运算放大器及分别连接在其输出端和反相输入端之间的电阻和电容，各神经元单元用于对应接收并根据所述偏置单元输出的各固定偏置电流信号Ibias,j、总的电流信号Ij以及退火模块输出的各电流信号Itca,j，输出电压信号uj；激活函数模块，包括多级运算放大电路，用于接收并将各神经元单元输出的电压信号uj进行非线性激活函数f运算后，输出m个电压信号vj；退火模块，包括多个场效应管，各场效应管的源极和电子突触器件阵列每行中的电子突触器件在硬件电路开始迭代时对应加载一短暂的随机初始激励Vin，j，随后各场效应管的栅极用于在暂态退火信号vtca和对应电压信号vi的作用下产生m个电流信号Itca,j；其中，所述暂态退火信号vtca为随迭代时间t递减的信号形式，使得该硬件电路自发迭代，完成收敛，收敛时激活函数模块输出的m个电压信号vj即为组合优化问题所求得的解。

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