20.500.12556/RUL-187053 Sistolična polja za učinkovito računanje na robnih napravah Systolic Arrays for Efficient Computing on Edge Devices Robne naprave imajo omejene računske vire, zato se za izvajanje nevronskih mrež uporabljajo tudi namenski strojni pospeševalniki na programirljivih vezjih FPGA. V diplomskem delu smo v okolju CFU-Playground razvili namensko procesno enoto za pospeševanje konvolucijskih operacij kvantiziranega modela za razpoznavanje ključnih besed. Enota je povezana s procesorjem RISC-V VexRiscv in vsebuje sistolično polje velikosti 4 × 4. Konvolucijske operacije smo programsko preoblikovali v matrično množenje ter prilagodili pripravo, razporeditev in ponovno uporabo podatkov. Splošna izvedba je šest obravnavanih konvolucijskih operatorjev pohitrila za faktor 16,5, prilagojena izvedba pa za faktor 35,7. Na ravni celotnega profiliranega sklepanja smo dosegli približno 4,8-kratno pohitritev. Napovedi modela so pri obeh izvedbah ostale enake referenčni programski izvedbi. Edge devices have limited computational resources, which makes dedicated hardware accelerators on field-programmable gate arrays (FPGAs) useful for neural network inference. In this thesis, we developed a custom processing unit in the CFU-Playground environment to accelerate convolution operations of a quantized keyword spotting model. The unit is connected to the RISC-V VexRiscv processor and contains a 4 × 4 systolic array. We transformed the convolution operations into matrix multiplication and adapted data preparation, layout, and reuse. The general implementation accelerated the six evaluated convolution operators by a factor of 16.5, while the model-specific implementation achieved a speedup of 35.7. The complete profiled inference was accelerated by approximately 4.8 times. In both implementations, the model outputs remained identical to the reference software implementation. sistolična polja robne naprave konvolucija FPGA systolic arrays edge devices convolution FPGA true false false Slovenski jezik Angleški jezik Diplomsko delo/naloga 2026-09-08 16:35:09 2026-09-08 16:35:15 2026-09-09 04:22:34 0000-00-00 00:00:00 2026 0 0 0000-00-00 NiDoloceno NiDoloceno NiDoloceno 0000-00-00 0000-00-00 0000-00-00 1970-01-01 38958 Grohar_Jurij_-_Sistolicna_polja_za_ucinkovito_racunanje_na_robnih_napravah.pdf Grohar_Jurij_-_Sistolicna_polja_za_ucinkovito_racunanje_na_robnih_napravah.pdf 1 B7BA67FB65F0DC70E11D18C7B473367D 50379ce6febc68f8c27d4a174598110471731d6d92b18471b01c511811d9946b 7bbf1462-ab92-11f1-8bc5-0050569b8976 https://repozitorij.uni-lj.si/Dokument.php?lang=slv&id=246486 Fakulteta za računalništvo in informatiko 0 0 0