論文の概要: Reducing ADC Front-end Costs During Training of On-sensor Printed Multilayer Perceptrons

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.08674v1
• Date: Wed, 13 Nov 2024 15:08:35 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-14 16:11:39.631577
• Title: Reducing ADC Front-end Costs During Training of On-sensor Printed Multilayer Perceptrons
• Title（参考訳）: オンセンサ型多層受容器のトレーニングにおけるADCフロントエンドコスト削減
• Authors: Florentia Afentaki, Paula Carolina Lozano Duarte, Georgios Zervakis, Mehdi B. Tahoori,
• Abstract要約: 印刷電子技術は、従来のシリコン技術を超える計算ニーズに対して、費用対効果のあるソリューションを提供する。 印刷エレクトロニクスの低解像度化は、機械学習(ML)分類システムのような複雑な設計を統合する上での課題である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9406794506458744
• License:
• Abstract: Printed electronics technology offers a cost-effectiveand fully-customizable solution to computational needs beyondthe capabilities of traditional silicon technologies, offering ad-vantages such as on-demand manufacturing and conformal, low-cost hardware. However, the low-resolution fabrication of printedelectronics, which results in large feature sizes, poses a challengefor integrating complex designs like those of machine learn-ing (ML) classification systems. Current literature optimizes onlythe Multilayer Perceptron (MLP) circuit within the classificationsystem, while the cost of analog-to-digital converters (ADCs)is overlooked. Printed applications frequently require on-sensorprocessing, yet while the digital classifier has been extensivelyoptimized, the analog-to-digital interfacing, specifically the ADCs,dominates the total area and energy consumption. In this work,we target digital printed MLP classifiers and we propose thedesign of customized ADCs per MLP's input which involvesminimizing the distinct represented numbers for each input,simplifying thus the ADC's circuitry. Incorporating this ADCoptimization in the MLP training, enables eliminating ADC levelsand the respective comparators, while still maintaining highclassification accuracy. Our approach achieves 11.2x lower ADCarea for less than 5% accuracy drop across varying MLPs.
• Abstract（参考訳）: 印刷電子技術は、従来のシリコン技術の能力を超える計算ニーズに対して、コスト効率が高く、完全にカスタマイズ可能なソリューションを提供し、オンデマンド製造や、整合性で低コストなハードウェアのようなアドバンテージを提供する。 しかし、印刷エレクトロニクスの低解像度化は、大きな特徴サイズをもたらすため、機械学習(ML)分類システムのような複雑な設計を統合する上での課題となる。 現在の文献では、分類システム内の多層パーセプトロン(MLP)回路のみを最適化しているが、アナログ・デジタルコンバータ(ADC)のコストは見過ごされている。 印刷されたアプリケーションはオンセンサー処理を必要とすることが多いが、デジタル分類器は広範囲に最適化されているものの、アナログ・デジタル・インタフェース、特にADCは総面積とエネルギー消費を支配している。 本研究では,デジタル印刷されたMLP分類器を対象とし,各入力に対して異なる表現数を最小化し,ADCの回路を単純化するMDPの入力毎にカスタマイズされたADCの設計を提案する。 MLPトレーニングにこのADC最適化を組み込むことにより、高分類の精度を維持しながら、ADCレベルと各コンパレータの除去が可能になる。 提案手法はADCareaの11.2倍の精度で, MLPの精度は5%以下である。

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