Разработка аппаратной реализации нейронных сетей на ПЛИС

Аннотация Отчет 58 с., 7 глав, 12 рис., 20 источников. Ключевые слова: нейронные сети, ПЛИС, аппаратная реализация, нейрон, АРТ. Объектом работы является разработка искусственной нейронной сети на базе ПЛИС. Основная цель работы – разработка математической модели нейрона и нейронной сети, а также ее реализация на базе ПЛИС фирмы Intel FPGA (Altera) на языке Verilog в среде Quartus II. В ходе выполнения работы проведен анализ различных типов нейронных сетей, с учетом возможностей их реализации на ПЛИС. В результате анализа выбрана модель нейронной сети адаптивного резонанса, осуществлена ее адаптация для реализации на ПЛИС. Разработаны модели нейронов и архитектура нейронной сети. На основе созданных моделей были разработаны модули на языке Verilog, реализующие в себе логику работы нейронов. Выполнено проектирование нейронной сети на базе этих модулей. Разработанная нейронная сеть обучена для классификации входных векторов на 10 образов (числа от 0 до 9), выполнено тестирование, которое показало 100% качество классификации входных данных при их зашумлении (до 12%). Реализация нейронных сетей на базе ПЛИС позволяют ускорить их работу, за счет большей параллелизации вычислений, нежели позволяет программная реализация.