Diseño de una red neuronal en VHDL

Abstract

En el presente documento se detalla el proceso llevado a cabo para el diseño en VHDL de una red neuronal sencilla, además del estudio de los conceptos principales asociados tanto a las redes neuronales como a su relación con las FPGA. En primer lugar se hace una introducción sobre el concepto de inteligencia artificial, la presencia de la misma en la actualidad y como la naturaleza de la misma ha motivado este proyecto. A continuación, se tratan los dos principales temas de este proyecto: las redes neuronales y el diseño en VHDL con vista a su posterior implementación en una FPGA. Por un lado, se realiza un estudio sobre el concepto de red neuronal; incidiendo en su definición, sus principales características y clasificaciones, el concepto de neurona y los pasos a seguir para realizar el diseño de una red neuronal. Por otro lado, se realiza un estudio sobre el uso de las FPGA en el mercado actual y como estas suponen una vía de avance en el mismo. Por último, se muestra el proceso realizado para la implementación de la red neuronal en VHD. En este apartado se detallan tanto el diseño de la red realizado en MATLAB como la implementación EN VHDL y la simulación asociada.

The present document details the process carried out for the VHDL design of a simple red neuronal, in addition to the study of the main concepts associated with neural networks and their relationship with FPGAs. Firstly, an introduction is made about the concept of artificial intelligence, its presence nowadays and how its nature has motivated this project. Next, the two main topics of this project are covered: neural networks and VHDL design with a view to its subsequent implementation in an FPGA. On the one hand, a study is carried out on the concept of neuronal network; focusing on its definition, its main characteristics and classifications, the concept of neuron and the design process of a neural network. On the other hand, a study is carried out on the use of FPGAs in the current market and how they could be one possible future development path. Finally, the process carried out for the implementation of the red neuronal in VHD is shown. This section details both the network design carried out in MATLAB as well as the VHDL implementation and its associated simulation.