|
|
Aproximace hlubokých neuronových sítí
Stodůlka, Martin ; Mrázek, Vojtěch (oponent) ; Vaverka, Filip (vedoucí práce)
Cílem mé práce je zjistit vliv a dopad aproximovaného počítání na přesnost hluboké neuronové sítě, konkrétně neuronové sítě pro klasifikaci obrazu. Pro implementaci neuronové sítě byla použita varianta frameworku Caffe zvaná Ristretto-caffe, která byla rozšířena o možnost použití aproximovaných operací v konvolučních vrstvách. pro používání aproximovaných komponent. Aproximované počítání bylo použito na násobení v dopředné propagaci při konvoluci. Jako aproximované komponenty byly zvoleny komponenty z knihovny Evoapproxlib.
|
|
|
Automated Design Methodology for Approximate Low Power Circuits
Mrázek, Vojtěch ; Bosio, Alberto (oponent) ; Fišer, Petr (oponent) ; Sekanina, Lukáš (vedoucí práce)
The rapid expansion of modern embedded and battery-powered systems has brought new challenges for design methods oriented to low power circuits and systems. Although these methods systematically apply various power optimization techniques, the overall power requirements are still growing because of the increased complexity of integrated circuits. It has been shown that many applications are inherently error resilient and this property can be exploited for further power consumption reduction. This principle is systematically investigated in the nascent field of approximate computing. This thesis deals with efficient design methods for approximate circuits. The proposed methods are based on evolutionary algorithms (EAs). Although EAs have been applied in logic synthesis and optimization of common as well as approximate circuits, their scalability is limited in these areas. The goal of this dissertation is to show that approximate logic synthesis based on evolutionary algorithms (particularly on genetic programming) can provide excellent tradeoffs between the error and power consumption of complex digital circuits. We analyzed four different applications that use digital circuits described at three different levels of abstraction. By means of Cartesian genetic programming we reduced power consumption of small transistor-level circuits that are typically used in a technology library. We combined evolutionary approximation with formal verification techniques in order to evolve high quality gate-level approximate circuits such as adders and multipliers and provide formal guarantees on the approximation error. These circuits were employed to reduce power consumption in neural image classifiers and discrete cosine transform blocks of the HEVC encoder. We proposed a new data-independent error metric - the distance error - and used it in the evolutionary approximation of complex median circuits that are suitable for low power signal processing. This doctoral thesis presents a coherent methodology for the design of approximate circuits at different levels of description which is also capable of providing formal guarantees on the approximation error.
|
|
|
Autonomní měřič impedance
Voda, Zbyšek ; Mrázek, Vojtěch (oponent) ; Vašíček, Zdeněk (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá návrhem zařízení schopného autonomně měřit impedanci biologických materiálů. Cílem je vytvoření prototypu, který zpřístupní jednoduché webové rozhraní pro sběr dat z měření impedance v čase. Zařízení je schopné měřit impedanci nejenom pro určité frekvence, ale v celém frekvenčním spektru, a to 50Hz do 100kHz. Součástí práce je návrh desky plošných spojů pro čtyřelektrodové měření. Analogová část vychází z již existujícího řešení založeného na čipu AD5933, který slouží k analýze impedance, a vhodně je upravuje. Tato část byla odsimulována pomocí simulátoru SPICE. K řízení je použit modul Linkit Smart 7688, který je vybaven WiFi. Ten slouží také jako server pro webové klienty. Vyhodnocení dat z měření ukazuje, že chyba měření běžných biologických vzorků je lepší než 0,5%.
|
|
|
Miniaturní výpočetní cluster složený z mikrokontrolerů
Šídlo, Boleslav ; Mrázek, Vojtěch (oponent) ; Bidlo, Michal (vedoucí práce)
Cílem této práce je prozkoumat možnosti využití miniaturního výpočetního clusteru, složeného z jednoduchých mikrokontrolérů, pro paralelní výpočty. Práce zkoumá chování tohoto výpočetního clusteru při řešení různých typů úloh, popisuje jeho možnosti a omezení. Pokusy byly prováděny na výpočetním clusteru tvořeném čtyřmi vývojovými deskami, které byly osazeny 8-bitovými čipy a komunikovaly přes I2C rozhraní. Výsledkem pokusných měření je srovnání rychlosti výpočtu při použití jednoho mikrokontroléru a při použití clusteru. Experimentálně bylo zjištěno, že v případě aplikací, které nevyžadující velký objem přenášených dat, lze dosáhnout výrazného urychlení. Dále se potvrdil předpoklad, že takto jednoduché mikrokontroléry nejsou vhodné pro výpočty s desetinnými čísly, které vyžadují velkou přesnost.
|
|
| |
|
|
Využití evolučních algoritmů v kvantovém počítání
Žufan, Petr ; Mrázek, Vojtěch (oponent) ; Bidlo, Michal (vedoucí práce)
Tato práce implementuje evoluční systém pro nelezení kvantového operátoru ve formě unitární matice. Cílem je ověření různých přístupů reprezentace kandidátních řešení a nastavení evolučního algoritmu. V práci byly použity dva evoluční algoritmy: genetický algoritmus a evoluční strategie. Dále je zde představen způsob generovaní unitární matice založený na QR dekompozici, který je pro tuto úlohu použit poprvé. Ten je v některých směrech lepší než předešlé. Na závěr je na experimentech ukázáno srovnání všech použitých technik.
|
|
|
Demonstrace využití platformy System on Chip Pynq Z2
Polášek, Patrik ; Mrázek, Vojtěch (oponent) ; Kekely, Lukáš (vedoucí práce)
Práce se zabývá vývojovou platformou Pynq Z2 s SoC obsahujicim programovatelnou logiku FPGA propojenou s procesorem ARM. Hlavním cílem je vytvoření skupiny vzorových aplikací, které využívají periferie dostupné na vývojové desce a realizují kritické výpočty na FPGA. Tyto aplikace mají podobu šablony dělící funkcionalitu na část komunikující s periferií a druhou část implementující samotný algoritmus výpočtu. Zvoleny byly konkretní algoritmy z oblasti vyhledávání v textu (Knuth-Morris-Pratt algoritmus), filtrace obrazu (změna barev obrazu a vyhlazovací konvoluční maska), filtrace zvukového signálu (dolní propust) a klasifikace internetových paketů (rozhodovací strom). Algoritmy je možné nahradit za vlastní, přičemž okolní rozhraní pro komunikaci s periferií zůstane zachováno. Kromě samotné implementace je ke každé aplikaci poskytnut interaktivní Jupyter Notebook dokument s doprovodným materiálem, který má za cíl usnadnit pochopení dané problematiky.
|
|
|
Hluboké neuronové sítě: implementace pro vestavěné systémy
Matěj, Aleš ; Šimek, Václav (oponent) ; Mrázek, Vojtěch (vedoucí práce)
Cílem této práce je první navrhnout a implementovat aplikaci pro vestavěné systémy rea-lizující konvoluční neuronovou síť jenž klasifikuje čísla MNIST, ve druhé části pak optima-lizovat paměťové a energetické nároky této sítě. Práce v teoretické části popisuje základyneuronových sítí a výpočetní platformy Cortex-M pro vestavěné systémy. Následuje popisimplementace, síť je první vytvořena a naučena pomocí knihovny Theano v Pythonu naPC a poté je převedena do C pro vývojovou desku STM32F429 Discovery, kde je následnéoptimalizována. Optimalizace je zaměřena na konvoluci, skalární součin a formát uloženívah a biasů sítě.
|
|
|
Genetický návrh klasifikátoru s využítím neuronových sítí
Tomášek, Michal ; Vašíček, Zdeněk (oponent) ; Mrázek, Vojtěch (vedoucí práce)
Cílem této práce je genetický návrh neuronových sítí, jenž budou schopné provádět klasifikaci v rámci různých klasifikačních úloh. K vytváření těchto neuronových sítí je použit algoritmus vycházející z algoritmu NeuroEvolution of Augmenting Topologies (zkráceně známého jako NEAT). Dále je představena myšlenka předzpracování, která je v implementovaném výsledku rovněž zahrnuta. Cílem předzpracování je snížení výpočetních nároků pro zpracování datové sady daného klasifikačního problému. Výsledkem této práce je množina experimentů provedených nad datovou sadou pro detekci rakovinných buněk a databází ručně psaných číslic MNIST. Klasifikátory vytvořené pro rakovinné buňky pak dosahují více jak 99% přesnosti a u experimentu MNIST dochází ke snížení výpočetních nároků o více jak 10% se zanesením zanedbatelné chyby o velikosti 0,17%.
|
|
|
Zařízení pro inteligentní měření spotřeby elektrické energie
Mrázek, Vojtěch ; Sekanina, Lukáš (oponent) ; Vašíček, Zdeněk (vedoucí práce)
Cílem práce je návrh a realizace zařízení pro měření elektrické energie, které podporuje zaznamenávání starých hodnot a také jejich jednoduchou analýzu. Navržené zařízení umožňuje zobrazení aktuálních hodnot jako je aktivní, činný a jalový příkon a účiník. Mimo to ještě také ukládá energetický profil, který může být zpětně analyzován. Přístroj komunikuje lokálně přes USB a nebo vzdáleně přes rozhraní Ethernet.
|
host ::
RSS.