The growing number of low-power smart devices in the Internet of Things is coupled with the concept of "Edge Computing", that is moving some of the intelligence, especially machine learning, towards the edge of the network. Enabling machine learning algorithms to run on resource-constrained hardware, typically on low-power smart devices, is challenging in terms of hardware (optimized and energy-efficient integrated circuits), algorithmic and firmware implementations. This paper presents FANN-on-MCU, an open-source toolkit built upon the Fast Artificial Neural Network (FANN) library to run lightweight and energy-efficient neural networks on microcontrollers based on both the ARM Cortex-M series and the novel RISC-V-based Parallel Ultra-Low-Power (PULP) platform. The toolkit takes multi-layer perceptrons trained with FANN and generates code targeted at execution on low-power microcontrollers either with a floating-point unit (i.e., ARM Cortex-M4F and M7F) or without (i.e., ARM Cortex M0-M3 or PULP-based processors). This paper also provides an architectural performance evaluation of neural networks on the most popular ARM Cortex-M family and the parallel RISC-V processor called Mr. Wolf. The evaluation includes experimental results for three different applications using a self-sustainable wearable multi-sensor bracelet. Experimental results show a measured latency in the order of only a few microseconds and a power consumption of few milliwatts while keeping the memory requirements below the limitations of the targeted microcontrollers. In particular, the parallel implementation on the octa-core RISC-V platform reaches a speedup of 22x and a 69% reduction in energy consumption with respect to a single-core implementation on Cortex-M4 for continuous real-time classification.


翻译:互联网“ 事物” 中越来越多的低功率智能设备与“ 电子计算” 概念相伴而生,它正在将一些智能,特别是机器学习,推向网络的边缘。 使机器学习算法能够在资源限制的硬件上运行,通常是在低功率智能设备上运行,这在硬件(优化和节能集成电路)、算法和固态软件实施方面具有挑战性。 本文展示了FANN-on-MCU(一个基于快速人工神经网络(FANN)图书馆)的开放源工具包,该工具将一些智能和节能神经网络的轻量和节能神经网络运行在基于ARM C-M系列的微控制器上运行轻量和节能。 该工具工具在硬件(ARC-V) 平行软性电磁力操作中运行的多级透力透力- 。 工具工具工具在低功率微节能微控制器操作上生成一个软性电压单位(i. AR- M4F) 和M7F(i) 的软体智能智能操作操作中运行一个软性软体化的软体内, 运行运行流程中也提供了一个直径的软体- 的软化的软体- 运行的软化的软化的软化系统- 运行的软化电压- 运行, 运行的软化电压- 。

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神经网络(Neural Networks)是世界上三个最古老的神经建模学会的档案期刊:国际神经网络学会(INNS)、欧洲神经网络学会(ENNS)和日本神经网络学会(JNNS)。神经网络提供了一个论坛,以发展和培育一个国际社会的学者和实践者感兴趣的所有方面的神经网络和相关方法的计算智能。神经网络欢迎高质量论文的提交,有助于全面的神经网络研究,从行为和大脑建模,学习算法,通过数学和计算分析,系统的工程和技术应用,大量使用神经网络的概念和技术。这一独特而广泛的范围促进了生物和技术研究之间的思想交流,并有助于促进对生物启发的计算智能感兴趣的跨学科社区的发展。因此,神经网络编委会代表的专家领域包括心理学,神经生物学,计算机科学,工程,数学,物理。该杂志发表文章、信件和评论以及给编辑的信件、社论、时事、软件调查和专利信息。文章发表在五个部分之一:认知科学,神经科学,学习系统,数学和计算分析、工程和应用。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/nn/
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