NEURAL AND FUZZY SYSTEM CELL ACTIVATION APPROXIMATIONS AND HARDWARE IMPLEMENTATIONS ON FPGA
Journal Name:
- Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi
Key Words:
Keywords (Original Language):
| Author Name | University of Author | Faculty of Author |
|---|---|---|
Abstract (2. Language):
Currently, neural and fuzzy systems are methods which have found wide application area. Implementation of these systems on a hardware platform providing their own features is important. With parallel data streaming and processing features, FPGAs have become a preferable hardware platform for implementing of neural and fuzzy systems. In hardware implementation of these systems, the cell activation function, which is the most important unit, is of key importance. In this study, implementation mathematical approximations of commonly used logarithmic sigmoid, hyperbolic tangent sigmoid and Gaussian activation functions on FPGA using single-precision floating-point number format is investigated. For the each function, suitable approach to implement on FPGAs is comparatively given and obtained the actual synthesis results from the Xilinx Virtex 5 xc5vlx110- 3ff1153 FPGA are presented. Obtained experimental results show that proposed implementation approaches have consumed very little hardware resources. Using these proposed approaches, neural and fuzzy systems in various structures can be implemented.
Bookmark/Search this post with
Abstract (Original Language):
Günümüzde nöral ve bulanık sistemler, çok geniş bir alanda kullanılan yöntemlerdir. Bu sistemlerin kendi özelliklerini sağlayan bir donanım ortamında gerçeklenmesi önemlidir. FPGA’lar paralel veri akışı ve paralel işlem yapma özellikleri ile nöral ve bulanık sistemlerin gerçeklenmesinde tercih edilen donanım olmaya başlamıştır. Bu sistemlerde kilit role sahip olan hücre aktivasyon fonksiyonunun, donanım üzerinde gerçeklenmesi önemlidir. Bu çalışmada, sıklıkla kullanılan logaritmik sigmoidal, hiperbolik tanjant sigmoidal ve Gauss tipi aktivasyon fonksiyonlarının matematiksel yaklaşımlarının tek duyarlıklı kayan noktalı sayı formatıyla FPGA’de gerçeklenmesi irdelenmiştir. Her bir fonksiyon için FPGA’de gerçeklemeye uygun yaklaşımı karşılaştırmalı olarak verilmiş, Xilinx firmasına ait Virtex 5 xc5vlx110-3ff1153 FPGA’sında gerçeklenerek elde edilen sentez sonuçları sunulmuştur. Elde edilen deneysel sonuçlar, önerilen gerçekleme yaklaşımlarının çok az donanımsal kaynak tükettiğini göstermiştir. Önerilen bu yaklaşımlar kullanılarak çeşitli yapılarda nöral ve bulanık sistemler gerçeklenebilir.
FULL TEXT (PDF):
- 1
8 - 16