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基于∑-△调制的单比特非线性BP人工神经网络的硬件实现
  • ISSN号:1002-0470
  • 期刊名称:《高技术通讯》
  • 时间:0
  • 分类:TP183[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
  • 作者机构:[1]东南大学射频与光电集成电路研究所, [2]东南大学教育部射频与光电集成电路研究中心
  • 相关基金:国家自然科学基金(61076118)资助项目.
中文摘要:

提出了-种基于∑-△调制(SDM)的单比特BP人工神经网络的硬件实现方法。设计了基于∑-△单比特信号的非线性立方根运算单元,并以此为激活函数单元构建了BP人工神经网络,网络中各神经元的输入输出均为基于∑-△调制的单比特信号。在此基础上实现S函数逼近和网络隐含层的非线性输出。同时采用低环路延时加法器、混合信号乘法器作为关键运算单元,减少了硬件消耗,提高了运算精度。最后在可编程门阵列(FPGA)上实现整个非线性BP人工神经网络,并通过函数逼近的实例验证了该网络的功能。

英文摘要:

A new method for implementation of the hardware of single-bit feed-forward BP artificial neural networks by using sigma-delta modulation (SDM)was presented. The nonlinear cube-root calculation unit based on single-bit streams was designed, and by taking it as the activation function, the BP artificial neural network was constructed. The signals from the network' s input and output of each neuron were represented by sigma-delta modulated singlebit streams. As the activation function in the hidden layer should be nonlinear, the log-Sigmoid squashing function approximation was obtained through the design of a cube-root computation module based on sigma-delta bit stream. A little-loop-delay adder and a hybrid-signal multiplier were also presented as the key function elements of the sys- tem to offer low hardware consumption and high precision. The neurons and the whole BP neural network were implemented and simulated on a field programmable gate array(FPGA). Two examples of function approximation successfully demonstrate that the sigma-delta bit stream technique is viable for the hardware implementation of BP neu- ral networks.

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期刊信息
  • 《高技术通讯》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中华人民共和国科学科技部
  • 主办单位:中国科学技术信息研究所
  • 主编:赵志耘
  • 地址:北京市三里河路54号
  • 邮编:100045
  • 邮箱:hitech@istic.ac.cn
  • 电话:010-68514060 68598272
  • 国际标准刊号:ISSN:1002-0470
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2770/N
  • 邮发代号:82-516
  • 获奖情况:
  • 《中国科学引文数据》刊源,《中国科技论文统计与分析》刊源
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘
  • 被引量:12178