YSA uygulamaları için FPGA tabanlı softmax transfer fonksiyonunun gerçeklenmesi

Abstract

Günümüzde yapay sinir ağları kontrol, optimizasyon, tıp, sinyal ve görüntü işleme gibi bir çok alanda kullanılmaktadır. Yapay sinir ağlarında genel olarak doğrusal ve doğrusal olmayan transfer fonksiyonları bulunmaktadır. Doğrusal olmayan transfer fonksiyonları üstel işlemler içerdiğinden bunların geniş değer aralıkları içerisinde donanımsal olarak gerçeklenmeleri oldukça zordur. Bu çalışmada doğrusal olmayan transfer fonksiyonlarından biri olan softmax transfer fonksiyonu FPGA tabanlı olarak tasarlanmıştır. Tasarım bir donanım tanımlama dili olan VHDL’de kodlanmış ve 32-bit IEEE 754-1985 kayan noktalı sayı standardı kullanılmıştır. Çalışmada 2, 3 ve 4 girişli olmak üzere 3 farklı softmax transfer fonksiyonu modellenmiştir. Modellenen transfer fonksiyonu Xilinx’in ISE 13.1 aracı kullanılarak Virtex-6 FPGA çipi için sentezlenmiş ve test edilmiştir. Test sonuçlarına göre tasarlanan transfer fonksiyonunun çalışma frekansı 266.429MHz’dir. Ayrıca tasarım bir milyon veri takımını 4.743ms gibi çok kısa bir sürede hesaplayabilmektedir.