Thiết kế kiến trúc mạng nơ-ron nhân tạo ứng dụng nhận dạng chữ số viết tay trên FPGA

Tóm tắt

Bài báo này trình bày việc thiết kế và thực hiện một kiến trúc lõi IP mạng nơ-ron nhân tạo 2 lớp ứng dụng cho hệ thống nhận dạng chữ số viết tay trên FPGA. Chúng tôi sử dụng định dạng số dấu phẩy động bán chính xác với 16-bit để biểu diễn các trọng số của mạng nơ-ron. Mạng nơ ron nhân tạo được tổng hợp và kiểm tra trên FPGA Virtex-5 XC5VLX-110T, chiếm 41% tài nguyên phần cứng FPGA và có tần số hoạt động tối đa là 205 MHz. Khi thực hiện kiểm tra trên board mạch FPGA với 10,000 mẫu từ cơ sở dữ liệu chữ số viết tay MNIST, tỉ lệ nhận dạng đúng là 90.88% và thời gian nhận dạng là 8 µs cho mỗi mẫu. Các kết quả thực nghiệm cho thấy rằng lõi IP mạng nơ-ron nhân tạo được thiết kế trong bài báo rất phù hợp cho các ứng dụng nhận dạng mẫu trong các hệ thống nhúng.