Please use this identifier to cite or link to this item:
http://artemis.cslab.ece.ntua.gr:8080/jspui/handle/123456789/19566
Full metadata record
DC Field | Value | Language |
---|---|---|
dc.contributor.author | Μαντζακίδης, Θεόδωρος | - |
dc.date.accessioned | 2025-03-22T18:06:37Z | - |
dc.date.available | 2025-03-22T18:06:37Z | - |
dc.date.issued | 2025-03-17 | - |
dc.identifier.uri | http://artemis.cslab.ece.ntua.gr:8080/jspui/handle/123456789/19566 | - |
dc.description.abstract | Machine Learning (ML) applications of Neural Networks (NNs) can benefit from efficient low-cost digital circuit design which allows them to be implemented in printed form. In this work, we investigate the benefits of employing unary arithmetic, as well as other approximation techniques, in performing multiplications, additions and accumulations, for optimized cell area and power consumption. We consider our design near the sensor edge to provide an example bespoke analog-to-digital converter (ADC) that fully harvests the benefits of unary representation. We apply these ideas to suggest digital circuit designs of Multilayer Perceptron Classifiers (MLPCs), a known computationally intensive ML application, tailor-made to respective trained ML models, and we compare our work to conventional and other state-of-the-art architectures of MLPCs. Our proposed designs outperform other approaches by 46% and 39% on average in terms of area and power consumption, with minimal accuracy degradation. | en_US |
dc.language | en | en_US |
dc.subject | Approximate computing | en_US |
dc.subject | Unary arithmetic | en_US |
dc.subject | MLP classifiers | en_US |
dc.subject | Digital circuits | en_US |
dc.subject | Low-cost design | en_US |
dc.subject | Printed electronics | en_US |
dc.title | Unifying Unary Arithmetic and Hardware-Software Co-design for Efficient Data Processing in Machine Learning Classifiers | en_US |
dc.description.pages | 57 | en_US |
dc.contributor.supervisor | Σούντρης Δημήτριος | en_US |
dc.department | Τομέας Τεχνολογίας Πληροφορικής και Υπολογιστών | en_US |
dc.description.notes | Οι εφαρμογές μηχανικής μάθησης των νευρωνικών δικτύων μπορούν να επωφεληθούν του χαμηλού κόστος και της αποδοτικής ψηφιακής σχεδίασης κυκλωμάτων ώστε να μπορούν να υλοποιηθούν σε εκτυπώσιμη μορφή. Στην παρούσα εργασία εξερευνούμε τα πλεονεκτήματα της χρήσης της μοναδιαίας unary αριθμητικής, καθώς και άλλων προσεγγιστικών τεχνικών, στην εκτέλεση πολλαπλασιασμών, προσθέσεων, και αθροίσεων γινομένων, με στόχο τις βέλτιστες απαιτήσεις σε επιφάνεια και κατανάλωση ισχύος. Στη σχεδίασή μας συμπεριλαμβάνουμε τη διεπαφή αισθητήρων που παρέχει τις εισόδους του κυκλώματος, προκειμένου να προτείνουμε ένα πρότυπο μετατροπέα αναλογικού-σε-ψηφιακό ο οποίος εκμεταλλεύεται τα πλεονεκτήματα της μοναδιαίας αναπαράστασης. Εφαρμόζουμε τις τεχνικές αυτές σε ταξινομητές μηχανικής μάθησης βασισμένους σε πολυστρωματικούς perceptrons (MLP Classifiers), εφαρμογή με σημαντική υπολογιστική πολυπλοκότητα, και προτείνουμε την εξατομικευμένη σχεδίαση ψηφιακών κυκλωμάτων ταξινομητών για οποιοδήποτε αντίστοιχο εκπαιδευμένο μοντέλο. Σε σύγκριση με συμβατικές και άλλες σύγχρονες τεχνικές, η προτεινόμενη μέθοδος αποδίδει μέσο κέρδος 46% και 39% ως προς την επιφάνεια και την κατανάλωση ισχύος, αντίστοιχα, με ελάχιστη επίπτωση στην ακρίβεια πρόβλεψης. | en_US |
Appears in Collections: | Διπλωματικές Εργασίες - Theses |
Files in This Item:
File | Description | Size | Format | |
---|---|---|---|---|
thesis_mantz__2025.pdf | 993.58 kB | Adobe PDF | View/Open |
Items in Artemis are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.