Examinando por Autor "Sedano Franco, Javier"

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    Sistemas Neuromórficos. Investigación sobre sistemas FPGA
    (Universidad Nacional de Educación a Distancia (España). Escuela Técnica Superior de Ingeniería Informática, 2022-09-28) Gil Andrés, Adrián; Caminero Herráez, Agustín Carlos; Robles Gómez, Javier; Sedano Franco, Javier
    Se ha realizado un estudio sobre diferentes sistemas y herramientas existentes, tanto de software como de hardware, que se pueden utilizar con las FPGAs para cubrir las necesidades de aceleración requeridos para la automatización de sistemas inteligentes mediante el uso de modelos de redes neuronales. Sobre este estudio, se ha realizado una fase de desarrollo que se ha dividido en 3 lineas diferentes. Por un lado se han utilizado FPGAs de la serie ZUS+ (Xilinx Ultrascale), específicamente las Ultra96-V2, para la creación de un sistema FPGA as a Service. Por otro lado se ha estudiado el uso de Vivado y HLS para la integración de más redes sobre la FPGA y por último se ha trabajado con placas aceleradoras de Xilinx para servidor cómo son la VCK5000 y la Alveo U50 Acceleration Card. El sistema FPGA as a Service se ha implementado mediante una placa de desarrollo Ultrascale U96-V2 para la inferencia de los modelos y un PC industrial Beckhoff sobre el que se desplegan los controladores, almacenamiento y gestión del sistema completo. Este sistema permite realizar un mantenimiento predictivo en base a modelos de forma totalmente automatizada incluyendo el concept drift y permitiendo que el modelo se reentrene automáticamente en caso de que las predicciones comiencen a arrojar una tasa de fallos superior. En lo referente a al uso de Vivado, se ha utilizado HLS y C para desarrollar los kernel para la placa ZUS+ Ultra96-V2 sobre la que se ha conseguido ejecutar una red consistente en distintas capas densas o con una capa densa y una capa LSTM con unos resultados eficientes y un uso de recursos muy optimizado. Por último se ha realizado la investigación sobre los sistemas FPGA para servidor de Xilinx Inc. entre los que se incluyen las VCK5000 Versal y las Alveo U50. Estas tarjetas aceleradoras se han instalado sobre distintos servidores para comprobar el funcionamiento y la compatibilidad de las mismas ya que inicialmente la especificación de requisitos del fabricante no era correcta. En el momento de compra de la VCK5000, se trataba de una tarjeta en fase de desarrollo, por lo que nos hicimos con una versión ES (Engineering Sample) y se encontraban ciertos errores en la documentación inicial, la cual ha ido mejorando hasta el momento de la finalización. Con esto se ha logrado integrar un sistema FPGA as a Service completo que puede ser desplegado para realizar un mantenimiento predictivo, se ha avanzado en la implementación de redes LSTM sobre estos sistemas FPGA, específicamente y hasta ahora, en las UltraScale+ y se ha procedido a la investigación sobre el uso de las FPGA para centros de datos con la instalación de las tarjetas Alveo U50 y VCK5000 versal sobre servidores de producción.