پیاده سازی سخت افزاری شبکه های عصبی مرکب با FPGA

  • سال انتشار: 1392
  • محل انتشار: اولین همایش منطقه ای بهینه سازی و روش های محاسبه نرم در مهندسی برق و کامپیوتر
  • کد COI اختصاصی: ELECOM01_165
  • زبان مقاله: فارسی
  • تعداد مشاهده: 3782
دانلود فایل این مقاله

نویسندگان

رضا ابراهیم پور

استادیار، دانشکده برق و کامپیوتر، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی

نصور باقری

استادیار، دانشکده برق و کامپیوتر، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی

انسیه ترکمان

دانشجوی کارشناسی ارشد، رشته ی برق الکترونیک ، دانشکده برق و کامپیوتر، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی

چکیده

پیاده سازی شبکه های عصبی مرکب می تواند به صورت نرم افزاری، سخت افزاری، نرم افزاری- سخت افزاری صورت پذیرد. معماری پیشنهاد شده در این مقاله برای پیاده سازی سخت افزاری شبکه های عصبی مرکب از نوع تعمیم پشته ای است. توپولوژی طبقه بند های پایه و ترکیب گر، از نوع پرسپترون چند لایه (MLP) است. طرح پیشنهادی دارای خاصیت بازپیکربندی است به طوری که برای انواع مختلفی از مسائل و کاربردهای مختلف یک معماری کلی و جامع را فراهم می کند. با تغییر مسئله امکان تغییر تعداد طبقه بندهای پایه ، تعداد نرون های هر لایه و تعداد لایه های متعلق به هر طبقه بند بدون تغییر در معماری طراحی شده، فراهم می شود. به منظور کاهش زمان پردازش عملیات های ریاضی که در حین پردازش شبکه صورت می پذیرد ، اعداد حقیقی به صورت کسری نمایش داده می شوند که صورت و مخرج آنها اعداد صحیح است. با استفاده از این روش محاسبات صورت گرفته به عملگر های مربوط به اعداد صحیح محدود می شود که توسط مدارات ترکیبی سریع قابل پیاده سازی هستند. در طرح پیشنهادی از تابع سیگموئید به عنوان تابع تحریک استفاده شده است. این تابع به صورت تعدادی چند جمله ای تخمین زده شده است که سبب می شود محاسبات مربوط به تابع تحریک به استفاده از عملگرهای جمع و ضرب محدود شود. مداری که برای محاسبه ی جمع های وزن دار طراحی شده است مجددا برای محاسبه ی تابع تحریک از آن بهره برده می شود که سبب کاهش سطح مورد نیاز برای طراحی سیستم می شود. در طرح پیشنهادی محاسبات مربوط به ترکیب گر که در لایه دوم سیستم مرکب قرار دارد با بهره گیری مجدد از مدار طراحی شده ی یکی از طبقه بندهای پایه ، صورت می گیرد. این نحوه ی پیاده سازی سبب افزایش دقت و کارایی قابل توجه سیستم مرکب نسبت به استفاده از یک شبکه عصبی منفرد می شود در حالی که سطح مورد نیاز برای طراحی افزایش اندکی داشته است که نتایج حاصل از شبیه سازی این امر را تایید می کند.

کلیدواژه ها

شبکه های عصبی مرکب، پیاده سازی سخت افزاری، تابع تحریک سیگموئید FPGA

مقالات مرتبط جدید

اطلاعات بیشتر در مورد COI

COI مخفف عبارت CIVILICA Object Identifier به معنی شناسه سیویلیکا برای اسناد است. COI کدی است که مطابق محل انتشار، به مقالات کنفرانسها و ژورنالهای داخل کشور به هنگام نمایه سازی بر روی پایگاه استنادی سیویلیکا اختصاص می یابد.

کد COI به مفهوم کد ملی اسناد نمایه شده در سیویلیکا است و کدی یکتا و ثابت است و به همین دلیل همواره قابلیت استناد و پیگیری دارد.