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 FieldValueLanguage
dc.contributor.authorΜαντζακίδης, Θεόδωρος-
dc.date.accessioned2025-03-22T18:06:37Z-
dc.date.available2025-03-22T18:06:37Z-
dc.date.issued2025-03-17-
dc.identifier.urihttp://artemis.cslab.ece.ntua.gr:8080/jspui/handle/123456789/19566-
dc.description.abstractMachine 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.languageenen_US
dc.subjectApproximate computingen_US
dc.subjectUnary arithmeticen_US
dc.subjectMLP classifiersen_US
dc.subjectDigital circuitsen_US
dc.subjectLow-cost designen_US
dc.subjectPrinted electronicsen_US
dc.titleUnifying Unary Arithmetic and Hardware-Software Co-design for Efficient Data Processing in Machine Learning Classifiersen_US
dc.description.pages57en_US
dc.contributor.supervisorΣούντρης Δημήτριοςen_US
dc.departmentΤομέας Τεχνολογίας Πληροφορικής και Υπολογιστώνen_US
dc.description.notesΟι 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 SizeFormat 
thesis_mantz__2025.pdf993.58 kBAdobe PDFView/Open


Items in Artemis are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.