FPGA中的神经网络模拟器？

作者: 那年
发布时间: 2024-12-22 05:43:44 (2月前)
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银角 | 2019-08-31 10-32

<div class =“post-text”itemprop =“text”> <P> 神经网络可能不是学习如何编程FPGA的最佳起点。我最初会尝试更简单的东西，如计数器驱动LED或数字显示器，并从那里建立起来。可能有用的网站包括： </p> <UL> <LI> <a href="http://www.fpga4fun.com/" rel="noreferrer"> http://www.fpga4fun.com/ </A> - 简单项目和一些董事会的优秀示例。 </LI> <LI> <a href="http://opencores.org/" rel="noreferrer"> http://opencores.org/ </A> - 许多接口等非常有用的参考代码...... </LI> </UL> <P> 您可能还想考虑在FPGA中使用软处理器来帮助您从C转换到VHDL或Verilog。这将允许您将小代码模块从一个移动到另一个，以查看硬件的差异。语言的选择有点随意 - 我在大多数时候使用VHDL（在语法上类似于ADA）编码，但我的一些同事更喜欢Verilog（语法上类似于C）。我们偶尔会讨论它，但它确实是个人选择。 </p> <P> 至于买家/学员指南，您需要： </p> <OL> <LI> <P> 的<strong> 耐心:) </强> - 由于构建中额外的“自由参数”数量，FPGA的设计周期比软件长得多，因此如果需要一段时间才能使设计按照您想要的方式工作，请不要感到惊讶。 </p> </LI> <LI> <P> 的<strong> 开发板 </强> - 为了学习，我会从三个更大的FPGA供应商之一购买一个：Xilinx，Altera或Lattice。我的偏好是Xilinx，但三者都很好。对于学习，不要购买基于高端部件的部件 - 开始使用FPGA时不需要。对于Xilinx，请根据Spartan系列获得一个，例如SP601（我自己有一个）。对于Altera，购买一个Cyclone。开发板将比高端部件便宜得多。 </p> </LI> <LI> <P> 的<strong> 编程电缆 </强> - 大多数公司生产带有特殊连接器的USB编程电缆，用于对电路板上的器件进行编程（通常使用JTAG）。有些电路板内置了编程接口（例如Xilinx的SP601），因此您无需花费额外的资金。 </p> </LI> <LI> <P> 的<strong> 构建工具 </强> - 这些品种有很多种，但大多数大型FPGA供应商都提供了自己的解决方案。请记住，这些工具仅适用于较小的低性能FPGA，例如Xilinx ISE Webpack。 </p> <P> 该软件包含您可能不熟悉的来自软件世界的阶段。工具流程的细节总是在变化，但您使用的任何工具都应该能够从您的代码到您的特定设备。该设计流程的最后一部分通常由FPGA供应商提供，因为它是特定于硬件和专有的。为了给您一个简短的例子，您需要的软件应该使用您的VHDL和Verilog代码（这是Xilinx版本）： </p> <UL> <LI> 将其“合成”为与特定FPGA内可用构建块匹配的构造。 </LI> <LI> '翻译＆amp;将设计映射到部件中。 </LI> <LI> '地方＆amp;路由'特定设备中的逻辑，以满足您的时序要求（例如您希望设计运行的时钟速度）。 </LI> </UL> </LI> </醇> </DIV>

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谦逊的毛巾 | 2019-08-31 10-32

<div class =“post-text”itemprop =“text”> <P> 它已经过时了，因为近20年来我对FPGA的考虑并不多，而且它使用了一种相当模糊的并发编程语言，但是Page＆amp; Luk，1991， <a href="https://wiki.ittc.ku.edu/hybridthread/images/6/6d/Hwcomp.pdf" rel="nofollow noreferrer"> 将Occam编译为FPGA </A> 以一种很好的方式涵盖了一些重要的主题，我认为，就你的目的而言。尝试填充的两个链接： </p> <OL> <LI> <a href="http://frmb.org/kroc.html" rel="nofollow noreferrer"> 克罗克 </A> 是一个积极维护的，基于Linux的Occam编译器，我知道它有一个活跃的用户群。 </LI> <LI> 罗杰皮尔有 <a href="http://www.computing.surrey.ac.uk/personal/st/R.Peel/research/logic.html" rel="nofollow noreferrer"> 逻辑综合页面 </A> 它有一些基于Linux的工作流程的文档，从Occam代码综合到FPGA I / O. </LI> </醇> <P> Occam-＆gt; FPGA不是行动的地方，但它可能是比Verilog更好的起点。 </p> </DIV>

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天线宝宝 | 2019-08-31 10-32

<div class =“post-text”itemprop =“text”> <P> 在FPGA上构建“文字”神经网络的大多数尝试都非常快地达到了路由限制，在P＆amp; R拉动完成所需的时间比你的问题值得等待之前，你可能会得到几百个单元。大多数关于NN和NN的研究FPGA采用这种方法，专注于最小的“节点”实现，并建议缩放现在是微不足道的。 </p> <P> 使合理大小的神经网络实际工作的方法是使用FPGA构建专用的神经网络数字运算机。获取内存芯片中的初始节点值，为下一个时间戳结果提供第二个内存芯片，以及存储连接权重的第三个区域。通过使用技术来泵送节点值和连接数据以保持存储器总线饱和（按CAS线顺序节点加载，使用管道预读）。当您将权重与先前值配对时，将通过先前的数据集进行大量传递，通过DSP MAC单元运行它们以评估新节点权重，然后在评估所有连接后推送到结果存储区域。完成整个时间步后，反转流向，以便下一个时间步写回原始存储区。 </p> </DIV>

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遇见你 | 2019-08-31 10-32

<div class =“post-text”itemprop =“text”> <P> 我将给你第三个建议：使用VHDL。是的，从表面看它看起来像ADA。虽然Verilog与C有相似之处。但是，使用Verilog，您只能获得开箱即用的类型。使用VHDL，您可以定义自己的新类型，使您可以在更高级别进行编程（当然还是RTL）。我很确定Xilinx和Altera免费工具同时支持VHDL和Verilog。 Ashenden的“VHDL设计师指南”是一本很好的VHDL书籍。 </p> <P> VHDL有一个标准的定点数学包，可以使NN实现更容易。 </p> </DIV>

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SHOU宅大可爱 | 2019-08-31 10-32

<div class =“post-text”itemprop =“text”> <P> 我想指出在FPGA中实现神经网络的潜在问题。 FPGA具有有限的路由资源。与逻辑资源（触发器，查找表，存储器）不同，路由资源难以量化。也许一个简单的神经网络可以工作，但是具有网状互连的“大规模并行”可能不会。 </p> <P> 我建议从OpenCores.org的一个简单核心开始，只是为了熟悉FPGA流程，然后继续进行神经网络的原型设计。下载免费的Xilinx WebPack，包括ISIM模拟器，是一个良好的开端。稍后您可以购买便宜的开发。使用小型FPGA（例如Xilinx Spartan 3）来运行您的设计。 </p> </DIV>

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求赞有赞必回 | 2019-08-31 10-32

<div class =“post-text”itemprop =“text”> <P> 我建议调查一下 <a href="https://www.xilinx.com/products/design-tools/vivado/integration/esl-design.html" rel="nofollow noreferrer"> xilinx高级综合 </A> ，特别是如果你来自C背景。它使用hdl抽象出技术细节，因此设计人员可以专注于算法实现。 </p> <P> 您可以编写的C代码类型的限制。例如，您不能使用动态大小的数据结构，因为这会推断动态大小的硬件。 </p> </DIV>

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