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뉴로 모픽 하드웨어 시스템에 있어서,입력 신호들을 처리하여 출력 신호들을 산출하며, 캐스케이드 구조로 서로 연결된 복수의 레이어들을 포함하고,각 레이어는 상기 입력 신호를 처리하고 출력 신호를 출력하는 하나 이상의 뉴런 소자로서 기능하고, 입력 신호 처리부, 시냅스 가중치 산출부 및 시냅스 가중치 갱신 정보 생성부를 순차적으로 연결된 상태로 포함하며,상기 입력 신호 처리부는 입력 클럭 신호에 동기하여, 상기 입력 신호 또는 직전 레이어에서 수신한 출력 스파이크를 입력 신호로서 상기 시냅스 가중치 산출부 및 시냅스 가중치 갱신 정보 생성부로 전달하고,상기 시냅스 가중치 산출부는 연산 클럭 신호에 동기하여, 상기 입력 신호와 시냅스 가중치의 연산에 기초하여 생성한 출력 스파이크를 상기 시냅스 가중치 갱신 정보 생성부로 전달하며, 갱신 클럭 신호에 동기하여 상기 시냅스 가중치 갱신 정보 생성부로부터 수신한 시냅스 가중치 갱신 정보를 기초로 상기 시냅스 가중치를 갱신하고,상기 시냅스 가중치 갱신 정보 생성부는 출력 클럭 신호에 동기하여, 상기 입력 신호 처리부로부터 수신한 입력 신호와 상기 시냅스 가중치 산출부로부터 수신한 출력 스파이크에 STDP 알고리즘을 적용하여 시냅스 가중치 갱신 정보를 생성하고, 이를 상기 시냅스 가중치 산출부로 전달하고, 상기 출력 스파이크를 다음 레이어로 전달하되,상기 입력 클럭 신호, 연산 클럭 신호, 출력 클럭 신호 및 갱신 클럭 신호의 순서에 따라 각 클럭 신호가 순차적으로 출력되는 뉴로 모픽 하드웨어 시스템
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제 1 항에 있어서,상기 시냅스 가중치 산출부는 상기 연산 클럭 신호에 동기하여, 상기 입력 신호와 시냅스 가중치 사이의 행렬곱 중 가장 큰 값을 1로 설정하고, 나머지는 0으로 설정하여 출력 스파이크를 생성하는 뉴로 모픽 하드웨어 시스템
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제 1 항에 있어서,상기 시냅스 가중치 갱신 정보 생성부는 상기 입력 신호가 있고, 상기 출력 스파이크가 있는 경우 시냅스 가중치를 증가시키는 제 1 시냅스 가중치 갱신 정보를 생성하고, 상기 입력 신호는 있지만 상기 출력 스파이크는 없는 경우 시냅스 가중치를 증가시키는 제 2 시냅스 가중치 갱신 정보를 생성하고, 상기 입력 신호는 없지만 상기 출력 스파이크는 있는 경우 시냅스 가중치를 감소시키는 제 3 시냅스 가중치 갱신 정보를 생성하고, 상기 입력 신호가 없고, 상기 출력 스파이크가 없는 경우 시냅스 가중치를 유지하는 제 4 시냅스 가중치 갱신 정보를 생성하는 뉴로 모픽 하드웨어 시스템
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다층 신경망 구조의 뉴로 모픽 하드웨어 시스템의 동작 방법에 있어서,상기 뉴로 모픽 하드웨어 시스템은 입력 신호들을 처리하여 출력 신호들을 산출하며, 캐스케이드 구조로 서로 연결된 복수의 레이어들을 포함하고,각 레이어는 상기 입력 신호를 처리하고 출력 신호를 출력하는 하나 이상의 뉴런 소자로서 기능하고, 입력 신호 처리부, 시냅스 가중치 산출부 및 시냅스 가중치 갱신 정보 생성부를 순차적으로 연결된 상태로 포함하는 것으로서,(a) 입력 클럭 신호에 동기하여, 상기 입력 신호 처리부가 상기 입력 신호 또는 직전 레이어에서 수신한 출력 스파이크를 입력 신호로서 상기 시냅스 가중치 산출부 및 시냅스 가중치 갱신 정보 생성부로 전달하는 단계;(b) 연산 클럭 신호에 동기하여, 상기 시냅스 가중치 산출부가 상기 입력 신호와 시냅스 가중치의 연산에 기초하여 출력 스파이크를 생성하는 단계;(c) 출력 클럭 신호에 동기하여, 상기 시냅스 가중치 갱신 정보 생성부가 상기 입력 신호 처리부로부터 수신한 입력 신호와 상기 시냅스 가중치 산출부로부터 수신한 출력 스파이크에 STDP 알고리즘을 적용하여 시냅스 가중치 갱신 정보를 생성하는 단계; (d) 상기 출력 클럭 신호에 동기하여, 상기 시냅스 가중치 갱신 정보 생성부가 상기 시냅스 가중치 산출부로부터 수신한 출력 스파이크를 다음 레이어로 출력하는 단계; 및(e) 갱신 클럭 신호에 동기하여, 상기 시냅스 가중치 산출부가 상기 시냅스 가중치 갱신 정보 생성부로부터 수신한 시냅스 가중치 갱신 정보를 기초로 상기 시냅스 가중치를 갱신하는 단계를 포함하되,상기 입력 클럭 신호, 연산 클럭 신호, 출력 클럭 신호 및 갱신 클럭 신호의 순서에 따라 각 클럭 신호가 순차적으로 출력되는 것인 뉴로 모픽 하드웨어 시스템의 동작 방법
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제 4 항에 있어서,상기 (d)단계에서 다음 레이어로 출력된 출력 스파이크는 상기 갱신 클럭 신호의 출력 이후 출력되는 입력 클럭 신호에 동기하여 상기 다음 레이어의 입력 신호 처리부로 전달되는 것인 뉴로 모픽 하드웨어 시스템의 동작 방법
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제 4 항에 있어서,상기 (b) 단계에서 상기 시냅스 가중치 산출부는 상기 연산 클럭 신호에 동기하여, 상기 입력 신호와 시냅스 가중치 사이의 행렬곱 중 가장 큰 값을 1로 설정하고, 나머지는 0으로 설정하여 출력 스파이크를 생성하는 뉴로 모픽 하드웨어 시스템의 동작 방법
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제 4 항에 있어서,상기 (c) 단계에서 상기 시냅스 가중치 갱신 정보 생성부는 상기 입력 신호가 있고, 상기 출력 스파이크가 있는 경우 시냅스 가중치를 증가시키는 제 1 시냅스 가중치 갱신 정보를 생성하고, 상기 입력 신호는 있지만 상기 출력 스파이크는 없는 경우 시냅스 가중치를 증가시키는 제 2 시냅스 가중치 갱신 정보를 생성하고, 상기 입력 신호는 없지만 상기 출력 스파이크는 있는 경우 시냅스 가중치를 감소시키는 제 3 시냅스 가중치 갱신 정보를 생성하고, 상기 입력 신호가 없고, 상기 출력 스파이크가 없는 경우 시냅스 가중치를 유지하는 제 4 시냅스 가중치 갱신 정보를 생성하는 뉴로 모픽 하드웨어 시스템의 동작 방법
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제 4 항에 있어서,상기 (e)단계에서 갱신된 시냅스 가중치는 상기 갱신 클럭 신호의 출력 이후 출력되는 연산 클럭 신호에 동기하여 출력 스파이크를 생성하는 단계에 사용되는 것인 뉴로 모픽 하드웨어 시스템의 동작 방법
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