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IoT Edge Computing Neural Networks on Reconfigurable Logic

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Resumo:Nos últimos anos, temos visto a expanção da inteligência artificial em diferentes áreas e dispositivos. No entanto, no ecossistema IoT, temos uma tendência constante a usar a computação na nuvem para armazenar e processar as vastas quantidades de dados geradas por estes dispositivos, devido aos recursos locais limitados. Esta dissertação propõe a implementa çãao de dispositivos IoT inteligentes capazes de fornecer informações específicas a partir de dados produzidos a partir de algum sensor, por exemplo uma câmara ou microfone, em vez dos próprios dados brutos. O foco será o processamento de imagens usando CNNs. Essa abordagem é claramente distinta das tendências atuais em dispositivos IoT que usam computação na nuvem para processar os dados produzidos. Pretendemos uma viragem no paradigma estabelecido e procuramos uma abordagem deedge computing. Como o foco ser ão dispositivos pequenos e simples, precisamos de uma solução de baixa potência para o cálculo da CNN. Os dispositivos SoC ganharam popularidade devido à sua heterogeneidade. Este trabalho usará um sistema que combina uma unidade de processamento ARM em conjunto com a FPGA, mantendo baixa potência e aproveitando a FPGA para obter um alto desempenho. O HADDOC2 será usado como uma ferramenta que converterá o código CNN em VHDL para ser sintetizado na FPGA, enquanto no ARM haverá um sistema que irá gerir todo o processo usando pontes de comunicação com a FPGA e protocolos de comunicação IoT para enviar as informações processadas. No fim é obtido um sistema com uma CNN implementada na FPGA o usando o HPS como gestor de todo o processo e que se comunica com o exterior através do MQTT.
Autores principais:Barreto, Ricardo Manuel Carriço
Assunto:Computação Local IoT CNN FPGA Dispositivos Inteligentes Edge Computing IoT CNN FPGA Intelligent Devices
Ano:2019
País:Portugal
Tipo de documento:dissertação de mestrado
Tipo de acesso:acesso aberto
Instituição associada:Universidade de Coimbra
Idioma:inglês
Origem:Estudo Geral - Universidade de Coimbra
Descrição
Resumo:Nos últimos anos, temos visto a expanção da inteligência artificial em diferentes áreas e dispositivos. No entanto, no ecossistema IoT, temos uma tendência constante a usar a computação na nuvem para armazenar e processar as vastas quantidades de dados geradas por estes dispositivos, devido aos recursos locais limitados. Esta dissertação propõe a implementa çãao de dispositivos IoT inteligentes capazes de fornecer informações específicas a partir de dados produzidos a partir de algum sensor, por exemplo uma câmara ou microfone, em vez dos próprios dados brutos. O foco será o processamento de imagens usando CNNs. Essa abordagem é claramente distinta das tendências atuais em dispositivos IoT que usam computação na nuvem para processar os dados produzidos. Pretendemos uma viragem no paradigma estabelecido e procuramos uma abordagem deedge computing. Como o foco ser ão dispositivos pequenos e simples, precisamos de uma solução de baixa potência para o cálculo da CNN. Os dispositivos SoC ganharam popularidade devido à sua heterogeneidade. Este trabalho usará um sistema que combina uma unidade de processamento ARM em conjunto com a FPGA, mantendo baixa potência e aproveitando a FPGA para obter um alto desempenho. O HADDOC2 será usado como uma ferramenta que converterá o código CNN em VHDL para ser sintetizado na FPGA, enquanto no ARM haverá um sistema que irá gerir todo o processo usando pontes de comunicação com a FPGA e protocolos de comunicação IoT para enviar as informações processadas. No fim é obtido um sistema com uma CNN implementada na FPGA o usando o HPS como gestor de todo o processo e que se comunica com o exterior através do MQTT.

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