A novel algorithm for producing smooth nonlinearities on digital hardware is presented. The non-linearities are inherently quadratic and have both symmetrical and asymmetrical variants. The integer (and fixed point) implementation is highly amenable for use with digital gates on an ASIC or FPGA. The implementations are multiplier-less. Scaling of the non-linear output, as required in an LSTM cell, is integrated into the implementation. This too does not require a multiplier. The non-linearities are useful as activation functions in a variety of ANN architectures. The floating point mappings have been compared with other non-linearities and have been benchmarked. Results show that these functions should be considered in the ANN design phase. The hardware resource usage of the implementations have been thoroughly investigated. Our results make a strong case for implementions in edge applications. This document summarizes the findings and serves to give a quick overview of the outcomes of our research\footnote{The authors peer-reviewed manuscripts (available at https://doi.org/10.1016/j.neucom.2021.02.030) offer more detail and may be better suited for a thorough consideration}.


翻译:在数字硬件上制作平滑的非线性的新算法被展示出来。非线性在本质上是四边形的,既有对称的,也有对称的变体。整点(和固定点)执行非常适合在ASIC或FPGA上使用数字门。执行是无倍数的。执行是无倍数的。 LSTM 单元格所要求的非线性输出的缩放将纳入执行中。这也不需要乘数。非线性作为各种ANN结构的激活功能是有用的。浮动点绘图与其他非线性绘图进行了比较,并作了基准。结果显示这些功能应该在ANN的设计阶段加以考虑。这些执行的硬件资源使用情况已经进行了彻底调查。我们的结果为边缘应用中的执行提供了有力的理由。本文件总结了研究结果,有助于快速概述我们研究脚注的结果 {作者们经过同行审查的手稿(见https://doi.org/10.1016/j.neucom.202.030) (可在https://doi.org// 101016/j.02/0230) 进行更深入的考虑。

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