• شماره ركورد
    24724
  • شماره راهنما
    COM2 684
  • عنوان

    استفاده از الگوريتم ميچل در جهت تسريع فرآيند محاسبات در شبكه‌هاي عصبي كانولوشني

  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي كامپيوتر- معماري سيستم هاي كامپيوتري
  • دانشكده
    مهندسي كامپيوتر
  • تاريخ دفاع
    1402.11.02
  • صفحه شمار
    71 ص
  • استاد راهنما
    زهره بيكي
  • كليدواژه فارسي
    ضرب تقريبي , الگوريتم ميچل , شبكه‌هاي عصبي كانولوشني , محاسبات تقريبي , سيستم اعداد لگاريتمي , تجزيه عملوند
  • چكيده فارسي
    يكي از زمينه‌هاي تحقيقاتي در شبكه عصبي كانولوشني (CNN)، پردازش تصاوير مي‌باشد كه از نظر محاسباتي پيچيده بوده و پياده‌سازي آن‌ بر روي يك سيستم تعبيه‌شده، با منابع محدود وتوان و انرژي معين، چالش‌برانگيز است.در توابع كانولوشن CNNها‌ به دليل انجام فرآيند كانولوشن تعداد زيادي عمل ضرب انجام مي‌گيرد كه نيازمند منابع و زمان و توان چشم‌گيري است. در ساليان اخير، محققان براي افزايش سرعت توابع اقدام به پياده‌سازي آن‌ها و يا قسمتي از آن‌ها در بستر سخت‌افزار كرده‌اند. ما نيز قصد داريم بخش ضرب در توابع كانولوشن را به صورت سخت‌افزاري پياده‌سازي كنيم. به عبارتي براي ايجاد تعادل و توازن بهتر ميان سرعت و دقت و توان مصرفي، از طراحي توأم سخت‌افزار – نرم‌افزار در پردازش تصوير بهره بريم.حال هدف از اين پژوهش تحليل، طراحي و شبيه‌سازي ضرب كننده لگاريتمي مبتني بر روش ميچل بر اساس روش تجزيه عملوند با جمع كننده‌هاي تقريبي با استفاده از زبان توصيف سخت‌افزار VHDL مي‌باشد. در روش ميچل كه روشي براي ضرب مبتني بر لگاريتم باينري است، لگاريم اعداد باينري به صورت تقريبي با استفاده از شيفت و جمع به دست مي‌آيد. كاربرد اين نوع ضرب كننده‌ها در جايي است كه محاسبات حسابي به توان كم و سرعت بالا نياز داشته و تحمل مقداري خطا را داشته باشد. در اين پايان‌نامه انواع روش‌هاي مبتني بر الگوريتم ميچل مطرح و بررسي گرديده است. روش تجزيه عملوند يكي از روش‌هاي مبتني بر روش ميچل است كه دقت بالاتري نسبت به روش ميچل دارد. با آگاهي از اينكه استفاده از جمع كننده‌هاي تقريبي تأثير مثبتي بر روي دقت و مقدار مصرف‌توان و تأخير در روش ميچل خواهد داشت. در اين پايان‌نامه جهت توازن بهتر ميان دقت و توان‌مصرفي و مساحت، ضرب كننده‌ي جديدي مبتني بر روش تجزيه عملوند ميچل با بكار بردن سه نوع جمع كننده‌ي تقريبي HOAANED، HEAA، LOA در ساختار اين ضرب كننده طراحي و در بستر ASIC پياده سازي شده است كه مقدار Power و Area ضرب كننده با استفاده از جمع كننده‌هاي تقريبي نسبت به دقيق، به ترتيب 47.58 و 19.68 درصد بهبوديافته است
  • كليدواژه لاتين
    approximate multiplication , Mitchellʹs algorithm , convolutional neural networks , approximate calculations , ogarithmic number system , operand decomposition
  • عنوان لاتين
    The use of Mitchellʹs algorithm to accelerate the calculation process in convolutional neural networks
  • گروه آموزشي
    مهندسي معماري كامپيوتر
  • چكيده لاتين
    Image processing is considered one of the most impo‎rtant research fields in Convolutional Neural Netwo‎rks (CNN). They are complex computations with special applications in various research branches. CNN implementation on embedded systems has some challenges because of limited resources an‎d certain power an‎d energy. CNN convolution functions need a large number of multiplication operations therefo‎re they require significant resources, time, an‎d power. Recently, researchers implemented CNNs o‎r a part of them on hardware platfo‎rms fo‎r improvement. We implement the multiplication part on hardware in convolution functions. In other wo‎rds, to create a better balance between speed, accuracy, an‎d power consumption, letʹs use hardware-software co-design in image processing.In this research, we analyze, design, an‎d simulate Mitchellʹs method logarithmic multiplier to the operan‎d decomposition method with approximate adders using VHDL hardware description language. Mitchellʹs method is a method fo‎r multiplication based on binary logarithm, the binary logarithm numbers are approximated using shift an‎d addition. These multipliers are arithmetic calculations with low power an‎d high speed an‎d also tolerate some erro‎rs like image processing. In this thesis, some of Mitchellʹs algo‎rithm methods have been proposed an‎d analyzed. The operan‎d decomposition method is one of the methods that is mo‎re accurate than the basic Mitchell method. Approximate adders will have a positive effect on accuracy, power consumption, an‎d delay on basic Mitchellʹs method. This thesis proposed the trade-off parameter that better chooses between accuracy, power consumption, an‎d area. New Mitchellʹs multiplier method using three types of approximate adders HOAANED, HEAA, an‎d LOA implemented in the ASIC platfo‎rm. Power an‎d Area in the proposed multiplier improved by %47.58 an‎d %19.68, respectively than exact ones.
  • تعداد فصل ها
    5
  • فهرست مطالب pdf
    133291
  • نويسنده

    اميني مورناني، پريناز