Resumen

SILVA, Rodrigo Martins da; MOURELLE, Luiza de Macedo  y  NEDJAH, Nadia. Arquitetura de hardware compacta e eficiente para redes neurais artificiais do tipo múltiplas camadas. Sba Controle & Automação [online]. 2011, vol.22, n.6, pp. 647-663. ISSN 0103-1759.  http://dx.doi.org/10.1590/S0103-17592011000600010.

Em termos computacionais, uma rede neural artificial (RNA) pode ser implementada em software ou em hardware, ou ainda de maneira híbrida, combinando ambos os recursos. O presente trabalho propõe uma arquitetura de hardware para a computação de uma rede neural do tipo perceptron com múltiplas camadas (MLP). Soluções em hardware tendem a ser mais eficientes do que soluções em software. O projeto em questão, além de explorar fortemente o paralelismo das redes neurais, permite alterações do número de entradas, número de camadas e de neurônios por camada, de modo que diversas aplicações de RNAs possam ser executadas no hardware proposto. Visando a uma redução de tempo do processamento aritmético, um número real é aproximado por uma fração de inteiros. Dessa forma, as operações aritméticas limitam-se a operações inteiras, executadas por circuitos combinacionais. Uma simples máquina de estados é demandada para controlar somas e produtos de frações. A função de ativação usada neste projeto é a sigmóide. Essa função é aproximada mediante o uso de polinômios, cujas operações são regidas por somas e produtos. Um teorema é introduzido e provado, permitindo a fundamentação da estratégia de cálculo da função de ativação. Dessa forma, reaproveita-se o circuito aritmético da soma ponderada para também computar a sigmóide. Essa re-utilização dos recursos levou a uma redução drástica de área total de circuito. Após modelagem e simulação para validação do bom funcionamento, a arquitetura proposta foi sintetizada utilizando recursos reconfiguráveis, do tipo FPGA. Os resultados são promissores.

Palabras llave : Redes neurais artificiais; hardware para redes neurais; sigmóide; paralelismo; FPGA.