學位論文

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20081

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    以FPGA實現基於部分距離搜尋法之競爭式學習系統
    (2008) 李惠雅; Hui-Ya Li
    本論文針對k贏家通吃競爭式學習法之場域可程式化閘陣列(FPGA)實作提出一新演算法。k個得以進行更新的獲勝神經元，為每一個輸入向量在小波域(wavelet domain)中執行部分距離搜尋(partial distance search)所找出的最近似者。在大多數的應用裡，PDS以軟體方式被用於神經元搜尋的加速。此章節將提出一個適於硬體實現的新PDS演算法。此演算法使用子空間搜尋(subspace search)、有限精度計算(finite precision calculation)、多係數累積(multiple-coefficient accumulation)、和查表式除法(lookup-table based division)等技巧來有效降低面積複雜度與運算延遲。也提出ㄧ個新的排序架構，用於PDS步驟後k個獲勝神經元的判定。 在此提出的硬體架構將以專用邏輯區塊電路(custom logic block)的方式內嵌於Nios軟核心中央處理器的算術邏輯單元(ALU)中。Nios處理器所提供的客製指令(custom instruction)便是用於存取專用邏輯區塊電路的方式。我們已測量出，Nios軟核心中央處理器執行用於「k贏家通吃競爭式學習訓練」之部分距離搜尋程式客制指令所需的CPU時間。實驗結果顯示CPU時間低於未搭配部份距離搜尋硬體電路的Pentium IV處理器。