Amaliy mashg’ulot №8. Vlsi fpga uchun matlab yordamida sun'iy neyron tarmoqlarni loyihalash Ishning maqsadi

8.3. SNT -ni FPGA -da apparat yordamida yaratishning afzalliklari.
Sun'iy neyron tarmoqlarni amalga oshirishning ikkita usuli bor - apparat va dasturiy ta'minot. Dasturiy ta'minotda yaratilgan SNT, apparat ko’rishidagidan tezligi va avtonomligi jihatidan boy bersa ham, axborotni boshqarish tizimida foydalanish va yaratish qulayligi bilan bog'liq bo'lgan bir qator aniq afzalliklarga egadir.
Biroq, maxsus uskunalar bilan NT yaratish muayyan holatlarda alohida afzalliklarga ega. SNT-ni apparat vositalarining asosiy afzalliklari tezlik, ishonchlilik, xavfsizlik va qo'shimcha ish rejimlarini o'z ichiga olganlidadir.
FPGA-da neyron tarmoqlarini apparat ko’rinishida yaratishiga kelsak, u maxsus DSP-protsessorlaridan (seriyali ishlab chiqarilganligi sababli) va ASIC-mikrosxemalaridan (ular qayta konfiguratsiya qilinmaganligi sababli) ancha ijobiy farq qiladi. NT yaratishda FPGA -ni qo'llash, neyronlarning parallel arxitekturasini aniqroq aks ettiradi va butun NTni hamda uning tarkibiy qismlarini SNT moslashtirib qayta sozlash imkoniyatini beradi. Shuningdek, FPGA -larda NT yaratish, nisbatan arzon narxlari sababli, kerakli tizimni tez va arzon amalga oshirish imkonini beradi.
8.3.1. Sun'iy neyronning matematik modeli.
Yuqorida aytib o'tilganidek, sun'iy neyron - har qanday sun'iy neyron tarmoqning tashkil qiluvchi tuguni bo’lib, biologik neyronning ancha soddalashtirilgan modelidir. Biologik neyron tarmog'ida sodir bo'layotgan jarayonlarni yaxshiroq tushunish uchun McCulloch va Pitts 1949 yilda neyronning matematik modelini ishlab chiqishgan va u hozir ham qo'llanilmoqda.
Matematika jihatidan, sun'iy neyron odatda barcha kirish signallarining chiziqli kombinatsiyasi asosidagi bitta argumentning chiziqsiz funktsiyasi sifatida ifodalanadi. Bu funksiya faollashish funktsiyasi, otish funktsiyasi yoki neyronning uzatish funktsiyasi deb ataladi. Olingan natija neyronning yagona chiqishiga Y yuboriladi. Sun'iy neyronning matematik modeli 8.5 rasmda ko'rsatilgan.

8.5-rasm. Sun'iy neyronning matematik modeli.
Bu model amalga oshiradigan funksiya: y = f_trans (∑X_iW_i + b). Barcha x_i kirishlari og'irliklari w_i qiymatlariga ko'paytirilib yig’iladi (qo'shiladi) va b qiymati bilan to'ldiriladi. Keyin natija aktivizatsiya funktsiyasi yordamida neyron chiqishiga yuboriladi.
Qo’shimcha b-ning qiymati neyronni ishga tushirish uchun ishlatiladi. Yaniy bu koeffisient neyronni faollashish funktsiyasining gorizontal o'q bo'ylab siljishini anglatadi shu sabbab siljitish koeffisenti deb ham nomlanadi va neyronning kirishidagi tasodifiy, o’zgarmas ta’sirni mavjudligini hisobga olib, sezuvchanlik chegarasini shakllantiradi. Siljitishni har doim yuklangan qo'shimcha sinapsdagi signal sifatida qarash kerak (sinapslar - neyronlarning chiqish signallari boshqalarning kirishiga boradigan ulanishlaridir).