مشخصات مقاله:
عنوان فارسی مقاله:
پیاده سازی FPGA قابل تنظیم شبکه های عصبی
عنوان انگلیسی مقاله:
Reconfigurable FPGA implementation of neural networks
کلمات کلیدی مقاله:
FPGA، شبکه های عصبی
مناسب برای رشته های دانشگاهی زیر:
مهندسی کامپیوتر
مناسب برای گرایش های دانشگاهی زیر:
هوش مصنوعی
وضعیت مقاله انگلیسی و ترجمه:
مقاله انگلیسی را میتوانید به صورت رایگان با فرمت PDF از باکس زیر دانلود نمایید. ترجمه این مقاله با فرمت WORD – DOC آماده خریداری و دانلود آنی میباشد.
فهرست مطالب:
چکیده
1. مقدمه
2. پیاده سازی صرفه جویی منابع
3. پیاده سازی موازی
4. نیاز به منابع، سرعت محاسبات و دقت
5. نتیجه گیری ها
منابع
قسمتی از مقاله انگلیسی و ترجمه آن:
1. Introduction
Most of the existing artificial neural networks (ANNs) applications, particularly for commercial environment, are developed as software. Yet, the parallelism offered by hardware may deliver some advantages such as higher speed, reduced cost, and higher tolerance of faults (graceful degradation) [1, 2]. Among various developed methods of ANNs implementations in field programmable gate arrays (FPGAs), e.g., [3 – 6], there is a breed of implementation which allows the structure of the ANN (i.e., the number of layers and/or neurons, etc.) to be altered without the need of re-synthesizing and re-implementation of the whole FPGA project. This feature increases the ANNs implementation flexibility to the similar level as offered by software, at the same time maintaining the advantages delivered by hardware. Unfortunately, existing solutions, e.g., [7 – 9], are based on fixed point arithmetic, have strongly limited calculations accuracy of the activation function, and require dedicated software tools for the formulation of a set of user instructions controlling the ANN calculations in the developed hardware. Some of them [9, 10] do not employ parallel architecture exploiting only a single neuron block for the calculations of the whole ANN. In the case of [10] floating point (FP) arithmetic is used and a relatively high accuracy of the activation function is achieved, however the feasibility of the alteration of the ANN structure without reimplementation of the whole project is heavily compromised.
1. مقدمه
بیشتر برنامه های کاربردی شبکه های عصبی مصنوعی موجود (ANNs)، مخصوصا برای محیط تجاری، به صورت یک نرم افزار توسعه یافته اند. با این حال، مورد مشترک ارائه شده توسط سخت افزار ممکن است مزایایی مانند سرعت بالاتر، کاهش هزینه و تحمل بیشتر نقص و خطا (تضعیف ظریف) ارائه دهد [1، 2]. در میان روش های توسعه یافته ی مختلف اجرای ANNها در آرایه های دروازه ای قابل برنامه ریزی میدانی (FPGA ها)، مانند [3 – 6]، نوعی از پیاده سازی وجود دارد که اجازه می دهد ساختار ANN (یعنی تعداد لایه ها و / یا نورون ها و غیره) بدون نیاز به ترکیب و اجرای دوباره کل پروژه FPGA تغییر کند. این ویژگی انعطاف پذیری پیاده سازی ANN را تا سطح مشابه ارائه شده توسط نرم افزار افزایش داده و در عین حال مزایای سخت افزاری را نیز حفظ می کند. متاسفانه، راه حل های موجودی که بر مبنای محاسبات نقطه ثابت هستند (به عنوان مثال، [7 تا 9])، دقت محاسبات تابع فعال سازی را به شدت محدود کرده، و نیاز به ابزار نرم افزار اختصاصی برای تشکیل مجموعه ای از دستورالعمل های کاربر برای کنترل محاسبات ANN در سخت افزار توسعه یافته دارد. بعضی از آنها [9، 10] سبک معماری موازی را اعمال نکرده و تنها از یک تک بلوک عصبی برای محاسبه کل ANN استفاده می کنند. در مورد [10] محاسبه نقطه شناور (FP) استفاده شده و یک دقت نسبتا بالا در تابع فعال سازی به دست مي آيد، با اين وجود امکان تغيير ساختار ANN بدون اجرای دوباره کل پروژه به شدت تحت تأثير قرار مي گيرد.