Design of the Digital Neuron Processor and Development of the Algorithm for the Real Time Object Recognition in the Making Automatic System

생산자동화 시스템에서 실시간 물체인식을 위한 디지털 뉴런프로세서의 설계 및 알고리즘 개발

We proposes that Design of the Digital Neuron Processor and Development of the Algorithm for the real time object recognition in the making Automatic system which uses the residue number system making the high speed operation possible without carry propagation, in this paper. Consisting of MAC(Multiplication and Accumulation) operator unit using Residue number system and sigmoid function operator unit using Mixed Residue Conversion is designed. The Designed circuits are descripted by C language and VHDL and synthesized by Compass tools. Finally, the designed processor is fabricated in 0.8${\mu}m$ CMOS process. Result of simulations shows that critical path delay time is about 19nsec and operation speed is 0.6nsec and the size can be reduced to 1/2 times co pared to the neural networks implemented by the real number operation unit. The proposed design the digital neuron processor can be implemented of the object recognition in the making Automatic system with desired real time processing.

본 논문에서는 캐리 전파가 없어 고속연산이 가능한 잉여수계를 이용하여 생산자동화 시스템에서 실시간 물체인식을 위한 디지털 뉴런프로세서의 구현방법을 제안하였다. 설계된 디지털 뉴런프로세서는 잉여수계를 이용한 MAC 연산기와 혼합계수 변환을 이용한 시그모이드 함수 연산부로 구성되며, 설계된 회로는 C언어 및 VHDL로 기술하였고 Compass 툴로 합성하였다. 최종적으로, LG 0.8${\mu}m$ CMOS 공정을 사용하여 Full Custom방식으로 설계를 수행하였다. 실험결과, 가장 나쁜 경로일 경우, 약 19nsec의 지연속도와 0.6ns의 연산속도를 보였고, 기존의 실수 연산기에 비하여 약 1/2배정도 하드웨어 크기를 줄일 수 있었다. 본 논문에서 설계한 디지털 뉴런프로세서는 실시간 처리를 요하는 생산자동화 시스템의 물체인식 시스템에 적용될 수 있을 것으로 기대된다.