【摘 要】
：
卷积神经网络（Convolution Neural Network,CNN）是一种受生物的视觉神经启发的多层感知器,特别适用于提取图像特征,近年来得到了越来越广泛的应用。然而CNN在嵌入式设备中的应用对实时性和功耗的要求较高,现嵌入式端基于CPU的CNN应用无法挖掘CNN的并行性以满足实时性要求。FPGA具有资源丰富、可重复编程、功耗低的特点,能够通过自定义电路充分挖掘CNN的并行性以实现加速。本
论文部分内容阅读
卷积神经网络（Convolution Neural Network,CNN）是一种受生物的视觉神经启发的多层感知器,特别适用于提取图像特征,近年来得到了越来越广泛的应用。然而CNN在嵌入式设备中的应用对实时性和功耗的要求较高,现嵌入式端基于CPU的CNN应用无法挖掘CNN的并行性以满足实时性要求。FPGA具有资源丰富、可重复编程、功耗低的特点,能够通过自定义电路充分挖掘CNN的并行性以实现加速。本文针对卷积神经网络的模型特点,提出了基于FPGA对卷积神经网络加速的方法,并选择了VGG16模型进行FPGA硬件加速分析和实现。本文对卷积网络模型进行了激活层调整和数据量化;基于卷积迭代重构和数据依赖性分析,从并行计算和流水线优化两个角度对卷积层进行加速,基于Pingpong操作,对卷积层的输入输出特征缓存和卷积核权重缓存进行优化以提升卷积层加速的效果;基于最大池化层的运算特点,设计了一种低资源占用和低时延的最大池化层硬件实现方法;还对所提出的卷积网络加速方法所占用的硬件资源进行分析,提出了加速方案的缓存、计算和带宽资源使用量的估计方法。本文根据所提出的加速方法,在MZ7100FA开发板上搭建了硬件加速系统。通过综合分析验证了资源估计方法的正确性,然后训练卷积网络权重并在Cuda c环境进行数据量化。最后将软硬件程序烧写到开发板上进行实际测试,结果表明本文提出的加速方法能够达到24.9ms/image的加速效果,即308 GOP/S的性能,运行时功耗仅为12.1W。
其他文献
本刊讯中国移动四川公司、大唐公司、清华研究院一起携手首次将5G技术应用于水力发电领域,融合运用人工智能、大数据等技术,推出5G水下机器人和5G无人机智能巡检项目,助力水电站发展的智慧化管理水平提升和行业智能化演进。浩浩荡荡的嘉陵江水源于秦岭北麓,是长江上游的重要支流。亭子口水利枢纽是国家完善长江防洪体系六大重点工程之一,是嘉陵江干流唯一的控制性骨干工程。据大唐亭子口公司党委书记、副总经理李阳
随着深度学习领域的快速发展,人脸识别的研究和应用在这个大数据时代受到越来越多的重视。在安防监控、人机交互等方面,相关的应用也越来越多。但是目前基于深度网络的系统都会因为运算量大,而选择将深度人脸模型的推理工作放在服务器端完成。但是这种联网工作方式受网络影响很大,往往工作不稳定。另外,现在大多数的人脸识别系统都没有部署活体检测算法,或者是使用很简单的活体检测算法来完成活体检测,但是这种方式很容易被非
文成山药是浙江省温州市文成县特有的优良地方品种,糯性较强,具有较高的研究开发价值。本文从山药淀粉的组成与特性,山药生长发育过程的品质变化的动态规律,不同栽培模式的山药品质比较和蛋白质与淀粉交联特性等方面,系统研究文成山药品质和淀粉生化特性。主要研究结果如下:1.比较了文成山药、铁棍山药、怀山药淀粉分子结构和理化特性,发现文成山药淀粉具有最高的支链淀粉占比和较大的重均分子量、数均分子量和粒径,同时具
随着深度学习任务越来越复杂,相应的卷积神经网络（Convolutional Neural Network,CNN）模型也变得越来越臃肿,这对嵌入式硬件上的实时性造成了挑战。通过减少卷积神经网络的参数从而缩小模型的方法通常被称为网络压缩。近几年中,剪枝、量化和编码等方法被用于研究,以确保神经网络变得轻量级。剪枝和编码这两种压缩方法虽然可以大幅降低网络参数量,但是不能加快神经网络的计算速度。而量化方法
低频振动传感器广泛运用于航空航天、地震、土木建筑等各类工程领域,而传感器在使用之前或者使用一段时间以后通常需要定期进行灵敏度校准。目前,振动传感器校准通常采用电动振动台进行校准,普遍存在行程短、校准频率范围窄、且低频段失真度高等缺陷。为解决上述问题,国内外通常采用对磁路、导轨以及弹性支撑元件进行优化设计来改善控制性能。本文采用直线电机作为作动器,精密光栅位移传感器作为反馈输入,开发了基于直线电机的
现代房车简称RV（Recreational Vehicle）主要分为两个类别:自行式房车和拖挂式房车两款基本车型。自行式房车由于其本身是一辆多功能的汽车,故售价较高,但是其机动性强,使用灵活、方便。后者由于不含驾驶室,也不带主发动机,可以由其他车辆牵引,故售价较前者低。但是,由于拖挂式房车使用方式的限制,车体在进入营地或者出库入库时,使用皮卡车或者越野车对拖挂式房车本体进行挪位移动变得非常困难,同
围绕高校思政课线上线下混合式教学改革，分析网络信息技术快速发展和新冠疫情线上教学背景下高校思政课面临的机遇与挑战，总结疫情防控期间思政课混合式教学实践的优势和问题，提出了后疫情时代高校思政课线上线下混合式教学改革的努力方向。
南极磷虾油的营养价值较高,含有丰富的n-3多不饱和脂肪酸、虾青素、维生素A、维生素E等营养成分,且生物利用度显著高于鱼油。南极磷虾油虽有诸多生物活性功能,但腥味较重,不饱和脂肪酸等成分易氧化变质,且黏度大、水溶性低,加工困难。针对这一问题,本研究采用超声乳化技术,选用食品级材料豌豆分离蛋白作为乳化剂来制备磷虾油乳液,区别于依靠小分子表面活性剂的常规乳液,构建了更安全、稳定的乳化体系。而后在此基础上
古法手酿绍兴黄酒在品质风味上独具特色,其酿造工艺更是一种文化传承。中粮孔乙己酒业有限公司的古法手酿绍兴黄酒（ZL-THRW）以优质淋饭酒母为发酵剂,以麦曲为糖化剂,采用摊饭法酿造。本论文采集ZL-THRW的春季酿造工艺参数,解析并阐明酿造微生态的稳定与演替机制。同时,通过与大型发酵罐机制绍兴黄酒的比较,阐明古法手酿绍兴黄酒营养功效组分特点,解析其中代表性组分的功效。最后,分析了酒龄对ZL-THRW
近几年海洋养殖业迅猛发展,海洋网箱若要采用稳定的养殖信息监测系统,则必须统筹能源供给与能源消耗的关系,采用高效的能源分配策略。论文中使用光伏发电为监测系统提供电能,并通过能源分配策略为平台用电器分配电能,主要包含以下三个研究方面:（1）提出一种基于长短时循环神经网络（LSTM）的光伏输出预测模型,实现对海洋网箱养殖监测系统上光伏供电量的准确预测。通过对影响光伏供电的关键因素对比分析,确定六维关键因