基于fpga的神经网络实现与应用

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1、广东工业大学硕±学位论文（工程硕±）—片．’‘Ｉ．、■？Ｖ．．基于ＦＰＧＡ的神经网络实现与应用带６於Ａ诚．代．：。‘祝芳．义品、‘入马？－、－－．＇’＇＇．－早取＇養－Ｖ、ｈ．、．，Ａ．．＊．＇Ｓ，化＇＇一－－；－－‘Ｖ．ＪＶ，ｙ．．．？．一：？说二产＇’＊趴＇ｇ＞Ａ．ｖＷ．．Ａ；．—，去，鍊＾：■—．．＇成‘／ｙＶ一韦Ｖ：．．＇＇＂

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3、：ｖ＇分类号１１８４５：学校代号：晒Ｃ：：２Ｕ１３０５０６６：密级学号广东工业大学硕：ｔ学位论文（工程硕±）基于ＦＰＧＡ的神经网络实现与应用祝芳校内导师姓名、职称：下磊副教授校外导师姓名：韩远强王释师、职称学科：计算机技术（专业）或领域名称学生所属学院：计算机学院一论文答辩日期：二日六年节月ＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｔｅｄｔｏＧｕａ打ｇｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒｔｈｅＤｅｇｒｅｅ

4、ｏｆＭａｓｔｅｒ（ＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉ田ｇ）ＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＮｅｕｒａｌＮｅｔｗｏｒｋｂａｓｅｄｏｎＦＰＧＡＣａｎｄｉｄａｔｅ：ＺｈｕＦａｎｇＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：ＡｓｓｏｃｉａｔｅＰｒｏｆ．ＤｉｎｇＬｅｉＭａ２０１６ｙＳｃｈｏｏｌｏｆＣｏｍｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｐｕｇｙＧｕａｎｇｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＧｕａｎ

5、ｚｈｏｕＧｕａｎｄｏｎＰ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ５１０００６ｇ，ｇｇ，，摘要’摘要一人工神经网络是人工智能的个重要的组成部分。随着人工智能时代的到来，越来越多的企业和科研单位投入到了对智能化产品和工具的研究开发中，帮助企业及个人提供更方便快捷的智能工具。神经网络Ｗ其速度快，实现精度较高的优势，已经得到广泛的应用。例如在模式识别、信息处理、机器人等方面应用取得不断的突破。目前，，神经网络的实现多数采用传统的通用计算机而传统的通用计算机采用串一，斤计算的处理方式。这样的处理方

6、式给神经网络的应用带来了局限因此，采用种更好的方法来实现神经网络尤为重要。而由于ＦＰＧＡＦｉｅｌｄｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅａｔｅａｒｒａ（ｐｇ．ｙ）的硬件可编程、高度并行计算的特点，有效弥补了神经网络串行的局限，能够为人工神经■网络的实现提供新的途径。通边ＦＰＧＡ硬件实现神经网络的方法，在解决商场快速自动识别古子货架标签Ｗ及工业仪表的字符图像等方面，具有较大的商业价值和工业意义。本文通过软件和硬件模拟的不同方法实现字符图片的识别。从神经网络的理论介绍和软、硬件实现两方面进行阐述，

7、并在ＭＡＴＬＡＢ软件实现、Ｌｉｂｅｒｏ硬件仿真实现的关键问题上进行分析。敕件实现方法中采用的是ＭＡＴＬＡＢ画数库中的神经网络相关函数。硬件仿真实现方法中使用的是Ｌｉｂｅｒｏ集成开发环境，通过硬件描述语言实现神经网络各ＦＰＧＡ结构为Ａ一个功能模块ｃｔｅｌＦｕｓｉｏｎ系，它Ｆｌａｓｈ。选择的列器件是唯具有模拟功能的架构的ＦＰＧＡ器件，可Ｗ满足神经网络实现功能要求。本文的主要研究工作内容包括：首先，，在实现字符识别过程中使用ＭＡＴＬＡＢ对选取训练样本和确定神经网络结构进行了分析和

8、多次的实验（神经网络隐含层节点个数）。并通过有无噪声的样本输入来比较网络的识别效果一，进步得到优化的网络。然后，在ＦＰＧＡ硬件实现神经网络中，主要对神经网络的硬件实现关键部分进行设计和实现：包括构成单个神经元模块、数据位的表示、激励函数的选择和实现。对隐含层的运算实现过程进巧具体阐述，并且对网络的各个阶段计算流程进行分析研究Ｗ及仿真实现。最后，，通过各个模块的仿真Ｗ及各个阶段的验证对搭建的整个硬件网络系统进行仿真