Contribuição para o estudo do embarque de uma rede neural artificial em field programmable gate array (FPGA)

dc.contributor.advisorDória Neto, Adrião Duartept_BR
dc.contributor.advisor-co1Oliveira, José Alberto Nicolau dept_BR
dc.contributor.advisor-co1IDpor
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2871134011057075por
dc.contributor.advisorIDpor
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/1987295209521433por
dc.contributor.authorSilva, Carlos Alberto de Albuquerquept_BR
dc.contributor.authorIDpor
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/7963808444142138por
dc.contributor.referees1Melo, Jorge Dantas dept_BR
dc.contributor.referees1IDpor
dc.contributor.referees1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7325007451912598por
dc.contributor.referees2Lopes, Danniel Cavalvantept_BR
dc.contributor.referees2IDpor
dc.date.accessioned2014-12-17T14:55:47Z
dc.date.available2011-06-22pt_BR
dc.date.available2014-12-17T14:55:47Z
dc.date.issued2010-06-30pt_BR
dc.description.abstractThis study shows the implementation and the embedding of an Artificial Neural Network (ANN) in hardware, or in a programmable device, as a field programmable gate array (FPGA). This work allowed the exploration of different implementations, described in VHDL, of multilayer perceptrons ANN. Due to the parallelism inherent to ANNs, there are disadvantages in software implementations due to the sequential nature of the Von Neumann architectures. As an alternative to this problem, there is a hardware implementation that allows to exploit all the parallelism implicit in this model. Currently, there is an increase in use of FPGAs as a platform to implement neural networks in hardware, exploiting the high processing power, low cost, ease of programming and ability to reconfigure the circuit, allowing the network to adapt to different applications. Given this context, the aim is to develop arrays of neural networks in hardware, a flexible architecture, in which it is possible to add or remove neurons, and mainly, modify the network topology, in order to enable a modular network of fixed-point arithmetic in a FPGA. Five synthesis of VHDL descriptions were produced: two for the neuron with one or two entrances, and three different architectures of ANN. The descriptions of the used architectures became very modular, easily allowing the increase or decrease of the number of neurons. As a result, some complete neural networks were implemented in FPGA, in fixed-point arithmetic, with a high-capacity parallel processingeng
dc.description.resumoEste estudo consiste na implementação e no embarque de uma Rede Neural Artificial (RNA) em hardware, ou seja, em um dispositivo programável do tipo field programmable gate array (FPGA). O presente trabalho permitiu a exploração de diferentes implementações, descritas em VHDL, de RNA do tipo perceptrons de múltiplas camadas. Por causa do paralelismo inerente às RNAs, ocorrem desvantagens nas implementações em software, devido à natureza sequencial das arquiteturas de Von Neumann. Como alternativa a este problema, surge uma implementação em hardware que permite explorar todo o paralelismo implícito neste modelo. Atualmente, verifica-se um aumento no uso do FPGA como plataforma para implementar as Redes Neurais Artificiais em hardware, explorando o alto poder de processamento, o baixo custo, a facilidade de programação e capacidade de reconfiguração do circuito, permitindo que a rede se adapte a diferentes aplicações. Diante desse contexto, objetivou-se desenvolver arranjos de redes neurais em hardware, em uma arquitetura flexível, nas quais fosse possível acrescentar ou retirar neurônios e, principalmente, modificar a topologia da rede, de forma a viabilizar uma rede modular em aritmética de ponto fixo, em um FPGA. Produziram-se cinco sínteses de descrições em VHDL: duas para o neurônio com uma e duas entradas, e três para diferentes arquiteturas de RNA. As descrições das arquiteturas utilizadas tornaram-se bastante modulares, possibilitando facilmente aumentar ou diminuir o número de neurônios. Em decorrência disso, algumas redes neurais completas foram implementadas em FPGA, em aritmética de ponto fixo e com alta capacidade de processamento paralelopor
dc.formatapplication/pdfpor
dc.identifier.citationSILVA, Carlos Alberto de Albuquerque. Contribuição para o estudo do embarque de uma rede neural artificial em field programmable gate array (FPGA). 2010. 130 f. Dissertação (Mestrado em Automação e Sistemas; Engenharia de Computação; Telecomunicações) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2010.por
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/15340
dc.languageporpor
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Nortepor
dc.publisher.countryBRpor
dc.publisher.departmentAutomação e Sistemas; Engenharia de Computação; Telecomunicaçõespor
dc.publisher.initialsUFRNpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétricapor
dc.rightsAcesso Abertopor
dc.subjectComputação reconfigurávelpor
dc.subjectRedes neurais artificiaispor
dc.subjectFPGApor
dc.subjectVHDLpor
dc.subjectHardwarepor
dc.subjectAritmética ponto fixopor
dc.subjectReconfigurable computingeng
dc.subjectArtificial neural networkeng
dc.subjectFPGAeng
dc.subjectVHDLeng
dc.subjectHardwareeng
dc.subjectArithmetic fixed pointeng
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICApor
dc.titleContribuição para o estudo do embarque de uma rede neural artificial em field programmable gate array (FPGA)por
dc.typemasterThesispor

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