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Análise comparativa de implementações em FPGA de uma aplicação de aprendizagem de máquina utilizando a Aritmética Posit e o Padrão IEEE-754.

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dc.creator.ID SOUSA, M. L. pt_BR
dc.creator.Lattes http://lattes.cnpq.br/0443265785880303 pt_BR
dc.contributor.advisor1 SANTOS JÚNIOR, Gutemberg Gonçalves dos.
dc.contributor.advisor1ID SANTOS JÚNIOR, G. G. pt_BR
dc.contributor.advisor1Lattes http://lattes.cnpq.br/0204301941083935 pt_BR
dc.contributor.referee1 MORAIS, Marcos Ricardo Alcântara.
dc.description.resumo Esse projeto apresenta uma comparação entre diferentes representações numéricas de computadores em termos do número de células lógicas, tempo e potência, ao serem aplicadas a módulos de aprendizagem de máquina apenas no cenário de FPGA. Efetuou-se a comparação por meio da análise de razões entre as características do hardware gerado pelo sintetizador do Intel® Quartus® Prime. Dessa forma, validações foram realizadas em relação a quantidade de elementos lógicos e frequência máxima alcançada, ao se utilizar blocos aritméticos de soma e multiplicação. Além disso, o treino de redes neurais por meio de Posits ou ponto fixo, ambos com 16 bits para representação, produzindo a mesma acurácia final também foi validada. Ao comparar consumo de potência entre Posits e floats com a mesma quantidade de bits, o Posit não se mostrou tão vantajoso. Porém, comparando consumo de potência entre Posits e floats, com os floats possuindo uma maior quantidade de bits, os resultados se mostraram muito promissores para a aritmética Posit. Contudo, para a aplicação de rede neural, as métricas de elementos lógicos, tempo e potência apresentaram melhores resultados para o Posit, a medida em que se aumentou a quantidade total de bits para representação. Portanto, no contexto de FPGA a aritmética Posit possui um maior custo de recursos, o que pode nortear a decisão de uso ou não de aceleradores de hardware na aplicação de interesse. pt_BR
dc.publisher.country Brasil pt_BR
dc.publisher.department Centro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEI pt_BR
dc.publisher.initials UFCG pt_BR
dc.subject.cnpq Engenharia Elétrica. pt_BR
dc.title Análise comparativa de implementações em FPGA de uma aplicação de aprendizagem de máquina utilizando a Aritmética Posit e o Padrão IEEE-754. pt_BR
dc.date.issued 2022-04-07
dc.description.abstract This project presents a comparison between different numerical representations of computers in terms of the number of logic cells, time and power, when applied to machine learning modules only in the FPGA context. Comparison was made by analysis of the ratio between the characteristics of the hardware generated by the Intel® Quartus® Prime synthesizer. This way, validations were made in relation to the quantity of logical elements and maximum frequency reached, when using adder and multiplier arithmetic blocks. In addition, the training of neural networks by means of Posits or fixed point, both with 16 bits for representation, producing the same final accuracy was also validated. When comparing power consumption between Posits and floats with the same amount of bits, Posit did not prove to be as advantageous. However, comparing power consumption between Posits and floats, with the floats having a larger amount of bits, the results proved very promising for Posit arithmetic. However, for the neural network application, the logic elements, time, and power metrics showed better results for Posit as the total amount of bits for representation was increased. Therefore, in the FPGA context Posit arithmetic has a higher resource cost, which may guide the decision of whether or not to use hardware accelerators in the application of interest. pt_BR
dc.identifier.uri http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/27424
dc.date.accessioned 2022-09-23T18:46:26Z
dc.date.available 2022-09-23
dc.date.available 2022-09-23T18:46:26Z
dc.type Trabalho de Conclusão de Curso pt_BR
dc.subject Aprendizagem de máquina pt_BR
dc.subject Aritmética Posit pt_BR
dc.subject Padrão IEEE-754 pt_BR
dc.subject Posit pt_BR
dc.subject Sintetizador do Intel Quartus Prime pt_BR
dc.subject Redes neurais - posit pt_BR
dc.subject Field Programmable Gate Array - FPGA pt_BR
dc.subject FPGA - Field Programmable Gate Array pt_BR
dc.subject Sistemas de representação numérica pt_BR
dc.subject Aceleradores de hardware pt_BR
dc.subject Função sigmoide pt_BR
dc.subject Machine learning pt_BR
dc.subject Posit Arithmetic pt_BR
dc.subject IEEE-754 Standard pt_BR
dc.subject Posit pt_BR
dc.subject Intel Quartus Prime Synthesizer pt_BR
dc.subject Neural networks - posit pt_BR
dc.subject Field Programmable Gate Array - FPGA pt_BR
dc.subject FPGA - Field Programmable Gate Array pt_BR
dc.subject Numerical representation systems pt_BR
dc.subject Hardware accelerators pt_BR
dc.subject Sigmoid function pt_BR
dc.rights Acesso Aberto pt_BR
dc.creator SOUSA, Marley Lobão de.
dc.publisher Universidade Federal de Campina Grande pt_BR
dc.language por pt_BR
dc.title.alternative Comparative analysis of FPGA implementations of a machine learning application using Posit Arithmetic and the IEEE-754 Standard. pt_BR
dc.identifier.citation SOUSA, Marley Lobão de. Análise comparativa de implementações em FPGA de uma aplicação de aprendizagem de máquina utilizando a Aritmética Posit e o Padrão IEEE-754. 2022.60 f. (Trabalho de Conclusão de Curso - Monografia), Curso de Bacharelado em Engenharia Elétrica, Centro de Engenharia Elétrica e Informática , Universidade Federal de Campina Grande – Paraíba - Brasil, 2022. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/27424 pt_BR


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