An efficient and low resource static neural network architecture for signal and image processing applications

  • Daniel Jesús Pantí de la Rosa Instituto Tecnológico de Mérida http://orcid.org/0000-0003-0005-4394
  • Josué Gilberto Granados Cervera Instituto Tecnológico de Mérida
  • Javier Adán Méndez Méndez Instituto Tecnológico de Mérida
  • Alejandro Arturo Castillo Atoche Universidad Autónoma de Yucatán http://orcid.org/0000-0002-0956-5994
  • Víctor Sandoval Curmina Instituto Tecnológico de Mérida
  • Braulio Cruz Jiménez Facultad de Ingeniería, UADY
  • Mario Moreno Sabido Studies Division, Instituto Tecnológico de Mérida, Mérida, México

Resumen

This paper proposes a novel artificial neural network (ANN) architecture for the development of signal processing applications. The presented approach implements parallel computing and recursive techniques, in a pipelined structure that balance the speed and hardware resources in a Field Programmable Gate Array (FPGA). Experimental results demonstrated a significant tradeoff between speed and hardware resources used in FPGA devices for signal processing applications. Based on Xilinx XST synthetizer, each neuron occupy 72 Slice Flipflops, 45 Slices, and 23 LUTs, which represents the possibility to implement up to 103 neurons in a FPGA Xilinx Spartan3E XC3S500E.

Biografía del autor

Daniel Jesús Pantí de la Rosa, Instituto Tecnológico de Mérida
Estudiante de Maestría en Ingeniería Instituto Tecnológico de Mérida
Josué Gilberto Granados Cervera, Instituto Tecnológico de Mérida
Estudiante de la Maestría en Ingeniería Instituto Tecnológico de Mérida
Javier Adán Méndez Méndez, Instituto Tecnológico de Mérida
Estudiante de la Maestría en Ingeniería Instituto Tecnológico de Mérida
Alejandro Arturo Castillo Atoche, Universidad Autónoma de Yucatán
Docente de la Universidad Autónoma de Yucatán Profesor Afiliado a la Maestría en Ingeniería en el Instituto Tecnológico de Mérida
Víctor Sandoval Curmina, Instituto Tecnológico de Mérida
Docente de la Maestría en Ingeniería en el Instituto Tecnológico de Mérida Encargado del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica del Instituto Tecnológico de Mérida

Citas

Basogain X. (2008), “Redes Neuronales Artificiales y sus Aplicaciones”, [Online] Retrieved from: https://ocw.ehu.eus/pluginfile.php/9047/mod_resource/content/1/redes_neuro/contenidos/pdf/libro-del-curso.pdf

Dayhoff J. (1990). Early Adaptive Networks. Chapter 2 in “Neural Network Architectures. An introduction”. Van Nostran Reinhold, New York, USA.

Fausett L. (1994). Simple Neural Nets for Pattern Classification. Chapter 2 in “Fundamentals of Neural Networks”, 39-100, Prentice Hall, New Yersey, USA.

Haykin S. (1999). Information-Thoeretic Models. Chapter 10 in “Neural Networks”. 506-565, Pearson Education, New Yersey, USA.

Hilera J.R. and Martínez V.J. (1995). Una Introducción a la Computación Neuronal. Chapter 1 In “Redes neuronales artificiales: Fundamentos, modelos y aplicaciones”, 1-44 Ra-Ma Editorial, Madrid, Spain.

Knuth, D. E. (1998). Evaluation of Polynomials. Chapter 4.6.4 in “The Art of Computer Programming, Vol. 2: Seminumerical Algorithms”, 466-506, Addison-Wesley, Massachusetts, USA.

Kröse, B. and Smagt, P. (1996). Fundamentals, Chapter I in “An introduction to neural networks”, 11-20, University of Amsterdam, Amsterdam, Netherlands.

Palmer A. and Montaño J.J. (1999). ¿Qué son las redes neuronales artificiales? Aplicaciones realizadas en el ámbito de las adiciones. “Adicciones”, 11(3), 243-255.
Publicado
2017-10-17
Sección
Artículos de Investigación