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2006 | OriginalPaper | Chapter

On the Arithmetic Precision for Implementing Back-Propagation Networks on FPGA: A Case Study

Authors : Medhat Moussa, Shawki Areibi, Kristian Nichols

Published in: FPGA Implementations of Neural Networks

Publisher: Springer US

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Artificial Neural Networks (ANNs) are inherently parallel architectures which represent a natural fit for custom implementation on FPGAs. One important implementation issue is to determine the numerical precision format that allows an optimum tradeoff between precision and implementation areas. Standard single or double precision floating-point representations minimize quantization errors while requiring significant hardware resources. Less precise fixed-point representation may require less hardware resources but add quantization errors that may prevent learning from taking place, especially in regression problems. This chapter examines this issue and reports on a recent experiment where we implemented a Multi-layer perceptron (MLP) on an FPGA using both fixed and floating point precision. Results show that the fixed-point MLP implementation was over 12x greater in speed, over 13x smaller in area, and achieves far greater processing density compared to the floating-point FPGA-based MLP.

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Metadata
Title
On the Arithmetic Precision for Implementing Back-Propagation Networks on FPGA: A Case Study
Authors
Medhat Moussa
Shawki Areibi
Kristian Nichols
Copyright Year
2006
Publisher
Springer US
DOI
https://doi.org/10.1007/0-387-28487-7_2