Implementação em hardware de uma Rede Neuronal com ummicroprocessador embebido em FPGA

摘要

O objectivo deste trabalho é a implementação em hardware de uma Rede Neuronal com um microprocessador embebido, podendo ser um recurso valioso em várias áreas científicas. A importância das implementações em hardware deve-se à flexibilidade, maior desempenho e baixo consumo de energia. Para esta implementação foi utilizado o dispositivo FPGA Virtex II Pro XC2VP30 com um MicroBlaze soft core, da Xilinx. O MicroBlaze tem vantagens como a simplicidade no design, sua reutilização e fácil integração com outras tecnologias.A primeira fase do trabalho consistiu num estudo sobre o FPGA, um sistemareconfigurável que possui características importantes como a capacidade de executar emparalelo tarefas complexas. Em seguida, desenvolveu-se o código de implementação deuma Rede Neuronal Artificial baseado numa linguagem de programação de alto nível. Naimplementação da Rede Neuronal aplicou-se, na camada escondida, a função de activaçãotangente hiperbólica, que serve para fornecer a não linearidade à Rede Neuronal. Aimplementação é feita usando um tipo de Rede Neuronal que permite apenas ligações nosentido de saída, chamado Redes Neuronais sem realimentação (do Inglês FeedforwardNeural Networks - FNN). Como as Redes Neuronais Artificiais são sistemas deprocessamento de informações, e as suas características são comuns às Redes NeuronaisBiológicas, aplicaram-se testes na implementação em hardware e analisou-se a suaimportância, a sua eficiência e o seu desempenho. E finalmente, diante dos resultados, fez-se uma análise de abordagem e metodologia adoptada e sua viabilidade.