一起学习用Verilog在FPGA上实现CNN----(八)integrationFC设计
1 integrationFC设计
LeNet-5网络结构全连接部分如图所示,该部分有2个全连接层,1个TanH激活层,1个SoftMax激活层:
图片来自附带的技术文档《Hardware Documentation》
integrationFC部分原理图,如图所示,图中W1和W2分别是存储全连接层FC1和全连接层FC2的权重:
全连接层FC1输入神经元个数为3840/32=120个,输出神经元个数为2688/32=84个,原理图如图所示:
Tanh激活层的输入输出位宽均为32位,原理图如图所示:
全连接层FC2输入神经元个数为2688/32=84个,输出神经元个数为320/32=10个,原理图如图所示:
SMax激活层的输入输出位宽均为32位,原理图如图所示:
2 integrationFC程序
创建UsingTheTanh文件:
输入文件名:
双击打开,输入代码:
module UsingTheTanh(x,clk,Output,resetExternal,FinishedTanh);
parameter DATA_WIDTH=32;
parameter nofinputs=784;// deterimining the no of inputs entering the function
input resetExternal;// controlling this layer
input signed [nofinputs*DATA_WIDTH-1:0] x;
input clk;
output reg FinishedTanh;
reg reset;// for the inner tanh
output reg [nofinputs*DATA_WIDTH-1:0]Output;
wire [DATA_WIDTH-1:0]OutputTemp;
reg [7:0]counter=0;
wire Finished;
reg [7:0]i;
// the inner tanh taking inputs in 32 bits and then increment using the i operator
HyperBolicTangent TanhArray (x[DATA_WIDTH*i+:DATA_WIDTH],reset,clk,OutputTemp,Finished);always@(posedge clk)
begin
// if the external reset =1 then make everything to 0
if(resetExternal==1) begin reset=1;i=0;FinishedTanh=0; end
//checking if the tanh is not finished so continue your operation and low down the reset to continueelse if(FinishedTanh==0) begin if(reset==1)begin reset=0; end // if it is finished then store the output of the tanh and increment the input forwardelse if (Finished==1)begin Output[DATA_WIDTH*i+:DATA_WIDTH]=OutputTemp;reset=1;i=i+1;end
// check if all the inputs are finished then the layer is OK
if(i==nofinputs)begin FinishedTanh=1;end
end end
endmodule
如图所示:
创建HyperBolicTangent文件:
双击打开,输入代码:
module HyperBolicTangent (x,reset,clk,OutputFinal,Finished);
parameter DATA_WIDTH=32;
localparam taylor_iter=4;//I chose 5 Taylor Coefficients to undergo my tanh operation
input signed [DATA_WIDTH-1:0] x;input clk;
input reset;
output reg Finished;
output reg[DATA_WIDTH-1:0] OutputFinal;
reg [DATA_WIDTH*taylor_iter-1:0] Coefficients ; //-17/315 2/15 -1/3 1
wire [DATA_WIDTH-1:0] Xsquared; //To always generate a squared version of the input to increment the power by 2 always.
reg [DATA_WIDTH-1:0] ForXSqOrOne; //For Multiplying The power of X(1 or X^2)
reg [DATA_WIDTH-1:0] ForMultPrevious; //output of the first multiplication which is either with 1 or x(X or Output1)
wire [DATA_WIDTH-1:0] OutputOne; //the output of Mulitplying the X term with its corresponding power coeff.
wire [DATA_WIDTH-1:0] OutOfCoeffMult; //the output of Mulitplying the X term with its corresponding power coeff.
reg [DATA_WIDTH-1:0] OutputAdditionInAlways;
wire [DATA_WIDTH-1:0] OutputAddition; //the output of the Addition each cycle floatMult MSquaring (x,x,Xsquared);//Generating x^2
floatMult MGeneratingXterm (ForXSqOrOne,ForMultPrevious,OutputOne); //Generating the X term [x,x^3,x^5,...]
floatMult MTheCoefficientTerm (OutputOne,Coefficients[DATA_WIDTH-1:0],OutOfCoeffMult); //Multiplying the X term by its corresponding coeff.
floatAdd FADD1 (OutOfCoeffMult,OutputAdditionInAlways,OutputAddition); //Adding the new term to the previous one ex: x-1/3*(x^3)
reg [DATA_WIDTH-1:0] AbsFloat; //To generate an absolute value of the input[For Checking the convergence]always @ (posedge clk) begin
AbsFloat=x;//Here i hold the input then i make it positive whatever its sign to be able to compare to implement the rule |x|>pi/2 which is the convergence rule
AbsFloat[31]=0;
if(AbsFloat>32'sb00111111110010001111010111000011)begin //The Finished bit is for letting the bigger module know that the tanh is finishedif (x[31]==0)begin OutputFinal= 32'b00111111100000000000000000000000;Finished =1'b 1;//here i assign it an immediate value of Positive Floating oneend if (x[31]==1)begin OutputFinal= 32'b10111111100000000000000000000000;Finished =1'b 1;//here i assign it an immediate value of Negative Floating oneend
end
//here i handle the case of it equals +- pi/2 so i got the exact value and handle it also immediately
else if (AbsFloat==32'sb00111111110010001111010111000011)begin if (x[31]==0)begin OutputFinal=32'b00111111110010001111010111000011;Finished=1'b 1;endelse begin OutputFinal=32'b10111111110010001111010111000011;Finished=1'b 1;endend
else begin //First instance of the tanhif(reset==1'b1)begin Coefficients=128'b10111101010111010000110111010001_00111110000010001000100010001001_10111110101010101010101010101011_00111111100000000000000000000000;//the 4 coefficients of taylor expansionForXSqOrOne=32'b00111111100000000000000000000000; //initially 1OutputAdditionInAlways=32'b00000000000000000000000000000000; //initially 0ForMultPrevious=x;
Finished=0;
end
else beginForXSqOrOne=Xsquared;ForMultPrevious=OutputOne; //get the output of the second multiplication to multiply with xCoefficients=Coefficients>>32; //shift 32 bit to divide the out_m1 with the new number to compute the factorialOutputAdditionInAlways=OutputAddition;Finished=0;
end
// the end of the tanh
if(Coefficients==128'b00000000000000000000000000000000_00000000000000000000000000000000_00000000000000000000000000000000_00000000000000000000000000000000)begin OutputFinal=OutputAddition;Finished =1'b 1;
end
end
end
endmodule
如图所示:
双击打开integrationFC,修改代码如下:
module integrationFC (clk,reset,iFCinput,CNNoutput);parameter DATA_WIDTH = 32;
parameter IntIn = 120;
parameter FC_1_out = 84;
parameter FC_2_out = 10;input clk, reset;
input [IntIn*DATA_WIDTH-1:0] iFCinput;
output [FC_2_out*DATA_WIDTH-1:0] CNNoutput;wire [FC_1_out*DATA_WIDTH-1:0] fc1Out;
wire [FC_1_out*DATA_WIDTH-1:0] fc1OutTanh;wire [FC_2_out*DATA_WIDTH-1:0] fc2Out;
wire [FC_2_out*DATA_WIDTH-1:0] fc2OutSMax;wire [DATA_WIDTH*FC_1_out-1:0] wFC1;
wire [DATA_WIDTH*FC_2_out-1:0] wFC2;reg FC1reset;
reg FC2reset;
reg TanhReset;
wire TanhFlag;
reg SMaxEnable;
wire DoneFlag;integer counter;
reg [7:0] address1;
reg [7:0] address2;weightMemory
#(.INPUT_NODES(IntIn),.OUTPUT_NODES(FC_1_out),.file("E:/FPGA_Learn/FPGA/Day1211/Weight/weightsdense_1_IEEE.txt"))W1(.clk(clk),.address(address1),.weights(wFC1));weightMemory
#(.INPUT_NODES(FC_1_out),.OUTPUT_NODES(FC_2_out),.file("E:/FPGA_Learn/FPGA/Day1211/Weight/weightsdense_2_IEEE.txt"))W2(.clk(clk),.address(address2),.weights(wFC2)); layer
#(.INPUT_NODES(IntIn),.OUTPUT_NODES(FC_1_out))FC1(.clk(clk),.reset(FC1reset),.input_fc(iFCinput),.weights(wFC1),.output_fc(fc1Out));layer
#(.INPUT_NODES(FC_1_out),.OUTPUT_NODES(FC_2_out))FC2(.clk(clk),.reset(FC2reset),.input_fc(fc1OutTanh),.weights(wFC2),.output_fc(fc2Out));UsingTheTanh
#(.nofinputs(FC_1_out))
Tanh1(.x(fc1Out),.clk(clk),.Output(fc1OutTanh),.resetExternal(TanhReset),.FinishedTanh(TanhFlag));softmax SMax(.inputs(fc2Out),.clk(clk),.enable(SMaxEnable),.outputs(CNNoutput),.ackSoft(DoneFlag));always @(posedge clk or posedge reset) beginif (reset == 1'b1) beginFC1reset = 1'b1;FC2reset = 1'b1;TanhReset = 1'b1;SMaxEnable = 1'b0;counter = 0;address1 = -1;address2 = -1;endelse begincounter = counter + 1;if (counter > 0 && counter < IntIn + 10) beginFC1reset = 1'b0;endelse if (counter > IntIn + 10 && counter < IntIn + 12 + FC_1_out*6) beginTanhReset = 1'b0;address2 = -3;endelse if (counter > IntIn + 12 + FC_1_out*6 && counter < IntIn + 12 + FC_1_out*6 + FC_1_out + 10) beginFC2reset = 1'b0;endelse if (counter > IntIn + 12 + FC_1_out*6 + FC_1_out + 10) beginSMaxEnable = 1'b1;endif (address1 != 8'hfe) beginaddress1 = address1 + 1;endelseaddress1 = 8'hfe;address2 = address2 + 1;end
endendmodule
如图所示:
对设计进行分析,操作如图:
分析后的设计,Vivado自动生成原理图,如图:
对设计进行综合,操作如图:
综合完成,关闭即可:
希望本文对大家有帮助,上文若有不妥之处,欢迎指正
分享决定高度,学习拉开差距
相关文章:

一起学习用Verilog在FPGA上实现CNN----(八)integrationFC设计
1 integrationFC设计 LeNet-5网络结构全连接部分如图所示,该部分有2个全连接层,1个TanH激活层,1个SoftMax激活层: 图片来自附带的技术文档《Hardware Documentation》 integrationFC部分原理图,如图所示,…...

面试题总结
1.js的数据类型 分为基本数据类型和引用数据类型。 基本数据类型 ES5的5种:Null,undefined,Boolean,Number,String, ES6新增:Symbol表示独一无二的值 ES10新增:BigInt 表示任意大的…...

go进阶(1) -深入理解goroutine并发运行机制
并发指的是同时进行多个任务的程序,Web处理请求,读写处理操作,I/O操作都可以充分利用并发增长处理速度,随着网络的普及,并发操作逐渐不可或缺 一、goroutine简述 在Golang中一个goroutines就是一个执行单元ÿ…...

mongodb 操作记录
#启动服务 net start MongoDB #停止服务 net stop MongoDB #进入mongo shell 方式 mongo db #查看当前数据库是那个 #插入一条数据 db.runoob.insert({x:10}) #查找数据 db.runoob.find() 查询所有的数据库 show dbs #连接mongodb mongodb://[username:password]host1[:po…...

JDBC简单的示例
JDBC 编程步骤 加载驱动程序: Class.forName(driverClass) //加载MySql驱动 Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver") //加载Oracle驱动 Class.forName("oracle.jdbc.driver.OracleDriver")获得数据库连接: DriverManager.getCon…...

Spring架构篇--2.3 远程通信基础--IO多路复用select,poll,epoll模型
前言:对于传统的BIO(同步阻塞)模型,当有客户端连接达到服务端,服务端在对改连接进行连接建立,和数据传输过程中,是无法响应其他客户端的,只有当服务端完成对一个客户端处理后&#x…...

python--matplotlib(4)
前言 Matplotlib画图工具的官网地址是 http://matplotlib.org/ Python环境下实现Matlab制图功能的第三方库,需要numpy库的支持,支持用户方便设计出二维、三维数据的图形显示,制作的图形达到出版级的标准。 其他matplotlib文章 python--matpl…...

【项目精选】城市公交查询系统(论文+视频+源码)
点击下载源码 1.1 选题背景 随着低碳生活的普及,人们更倾向于低碳环保的出行方式,完善公交系统无疑具有重要意义。公交是居民日常生活中最常使用的交通工具之一,伴随着我国经济繁荣和城市人口增长,出行工具的选择也变得越来越重要…...
less、sass、webpack(前端工程化)
目录 一、Less 1.配置less环境 1.先要安装node:在cmd中:node -v检查是否安装node 2.安装less :cnpm install -g less 3.检查less是否安装成功:lessc -v 4.安装成功后,在工作区创建xx.less文件 5.在控制台编译less,命令&…...

解析Java中的class文件
解析class文件需要把class文件当成文件流来处理,定义ClassReader结构体 type ClassReader struct {data []byte }go语言中的reslice语法可以跳过已经读过的数据。 同时定义了ClassFile数据结构来描述class文件的各个部分,该数据结构如下所示࿱…...

直播预告 | 企业如何轻松完成数据治理?火山引擎 DataLeap 给你一份实战攻略!
更多技术交流、求职机会,欢迎关注字节跳动数据平台微信公众号,回复【1】进入官方交流群 企业数字化转型正席卷全球,这不仅是趋势所在,也是企业发展必然面对的考题,也是企业最关心、最难决策的难题,数字化不…...

华为OD机试真题Python实现【 磁盘容量】真题+解题思路+代码(20222023)
磁盘容量 题目 磁盘的容量单位常用的有M、G、T 他们之间的换算关系为1T =1024G,1G=1024M 现在给定n块磁盘的容量,请对他们按从小到大的顺序进行稳定排序 例如给定5块盘的容量 5 1T 20M 3G 10G6T 3M12G9M 排序后的结果为 20M 3G 3M12G9M 1T 10G6T 注意单位可以重复出现 上述…...

php调试配置
错误信息输出 错误日志 nginx把对php的请求发给php-fpm fastcgi进程来处理,默认的php-fpm只会输出php-fpm的错误信息,在php-fpm的errors log里也看不到php的errorlog。原因是php-fpm的配置文件php-fpm.conf中默认是关闭worker进程的错误输出࿰…...

Spring架构篇--1 项目演化过程
前言:如今spring微服务以其灵活开发易于维护已基本占领开发占地,项目从一开始并不是这种服务的拆分,是一步步演变成现在的架构; 项目演化之路: 1 单体架构:开发和运维都较简单: 单体架构&am…...

华为OD机试真题Python实现【斗地主 2】真题+解题思路+代码(20222023)
斗地主 2 题目描述 在斗地主扑克牌游戏中,扑克牌由小到大的顺序为3 4 5 6 7 8 9 10 J Q K A 2 玩家可以出的扑克牌阵型有,单张,对子,顺子,飞机,炸弹等 其中顺子的出牌规则为,由至少 5 张由小到大连续递增的扑克牌组成 且不能包含2 例如:{3,4,5,6,7}、{3,4,5,6,7,8,9,1…...

Intel SIMD: AVX2
AVX2 资料: Intel 内部指令 — AVX和AVX2学习笔记Intel Intrinsics — AVX & AVX2 Learning NotesModule x86 AVX 向量寄存器有三种: 128-bit (XMM forms),AVX2 支持,符号 __m128, __m128d, __m128i256-bit (YMM forms)&a…...

Spring Cloud Nacos源码讲解(二)- Nacos客户端服务注册源码分析
Nacos客户端服务注册源码分析 服务注册信息 我们从Nacos-Client开始说起,那么说到客户端就涉及到服务注册,我们先了解一下Nacos客户端都会将什么信息传递给服务器,我们直接从Nacos Client项目的NamingTest说起 public class NamingTest…...

华为OD机试 - 停车场最大距离(Python) | 机试题+算法思路+考点+代码解析 【2023】
停车场最大距离 题目 停车场有一横排车位0代表没有停车,1代表有车. 至少停了一辆车在车位上,也至少有一个空位没有停车. 为防止刮蹭,需为停车人找到一个车位 使得停车人的车最近的车辆的距离是最大的 返回此时的最大距离 输入 一个用半角逗号分割的停车标识字符串,停车标识为…...

RPC(2)------ Netty(NIO) + 多种序列化协议 + JDK动态代理实现
依赖包解释 Guava 包含了若干被Google的 Java项目广泛依赖 的核心库,例如:集合 [collections] 、缓存 [caching] 、原生类型支持 [primitives support] 、并发库 [concurrency libraries] 、通用注解 [common annotations] 、字符串处理 [string process…...

CAN现场总线基础知识总结,看这一篇就理清了(CAN是什么,电气属性,CAN通协议等)
【系列专栏】:博主结合工作实践输出的,解决实际问题的专栏,朋友们看过来! 《QT开发实战》 《嵌入式通用开发实战》 《从0到1学习嵌入式Linux开发》 《Android开发实战》 《实用硬件方案设计》 长期持续带来更多案例与技术文章分享…...

盘点全网好评最多的7款团队协同软件,你用过哪款?
能亲自带团队管理项目当然是一件开心和兴奋的事,但是突然成为团队负责人后开始不大适应。如何转换角色,还有自己和团队成员之间在心理、行为等方面的互动也变得很敏感。新手领导上任的过程,是团队秩序再造的过程;是晋升者个人职业…...

Node-RED 3.0升级,新增特性介绍
前言 最近给我的树莓派上的Node-RED(以下简称NR)做了一下升级,从2.x升级到得了3.0。这是一个比较大的版本升级,在用户体验方面,NR有了有很大的提升。下面让我们一起来看一如何升级以及,3.0新增了那些特性 升级3.0 由于之前的NR是直接使用npm来进行安装的,所以此处升级…...

使用带有 Moveit 的深度相机来避免碰撞
文章目录 什么是深度相机?如何将 Kinect 深度相机添加到您的环境中在 Rviz 中可视化深度相机数据在取放场景中使用深度相机将深度相机与您的 Moveit 设置一起使用有很多优势。机器人可以避免未知环境中的碰撞,甚至可以对周围的变化做出反应。然而,将深度相机连接到您的设置并…...

干货复试详细教程——从联系导师→自我介绍的复试教程
文章目录联系导师联系之前的准备联系导师注意自我介绍教育技术领域通用的复试准备其他补充联系导师 确定出分和自己能进复试以后联系。 分两类 科研技能型 低调,如实介绍,不吹不水。就算你很牛啥都会手握核心期刊论文也不太狂 学霸高分型 不要自卑&…...

Java 优化:读取配置文件 “万能方式“ 跨平台,动态获取文件的绝对路径
Java 优化:读取配置文件 “万能方式” 跨平台,动态获取文件的绝对路径 每博一文案 往事不会像烟雾似的飘散,将永远像铅一般沉重地浇铸在心灵的深处。 不过,日常生活的纷繁不会让人专注地沉湎于自己的痛苦 不幸,即使人…...

华为OD机试真题Python实现【最小施肥机能效】真题+解题思路+代码(20222023)
最小施肥机能效 题目 某农场主管理了一大片果园,fields[i]表示不同果林的面积,单位:( m 2 m^2 m2),现在要为所有的果林施肥且必须在 n 天之内完成,否则影响收成。 小布是果林的工作人员,他每次选择一片果林进行施肥,且一片果林施肥完...

python基于vue健身房课程预约平台
可定制框架:ssm/Springboot/vue/python/PHP/小程序/安卓均可开发 目录 1 绪论 1 1.1课题背景 1 1.2课题研究现状 1 1.3初步设计方法与实施方案 2 1.4本文研究内容 2 2 系统开发3 2.2MyEclipse环境配置 4 2.3 B/S结构简介 4 2.4MySQL数据库 5 2.5 django框架 5 3 系统分析 6 3.1…...

Allegro无法看到金属化孔的钻孔的原因和解决办法
Allegro无法看到金属化孔的钻孔的原因和解决办法 用Allegro设计PCB的时候,希望同时看到金属化孔的盘以及钻孔,如下图 但是有时显示效果是这样的,看不到钻孔了 导致无法直观地区分是通孔是还是表贴的盘 如何解决,具体操作如下 点击Setup...

《蓝桥杯每日一题》并查集·AcWing1249. 亲戚
1.题目描述或许你并不知道,你的某个朋友是你的亲戚。他可能是你的曾祖父的外公的女婿的外甥女的表姐的孙子。如果能得到完整的家谱,判断两个人是否是亲戚应该是可行的,但如果两个人的最近公共祖先与他们相隔好几代,使得家谱十分庞…...

亚马逊云科技依托人工智能进行游戏数据分析,解决游戏行业痛点,助力游戏增长
前言 据互联网数据显示:2014 年我国游戏行业用户规模为 517.31 百万人,直至 2020 年达 554.79 百万人;同时,2020 年,我国游戏市场实际销售收入 2786.87 亿元,比 2019 年增加了478.1 亿元,…...