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Direct neural-network hardware-implementation algorithm / Dinu, Andrei in IEEE transactions on industrial electronics, Vol. 57 N° 5 (Mai 2010) 

Public ISBD [article]  in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 57 N° 5 (Mai 2010) . - pp. 1845 - 1848 Titre : Direct neural-network hardware-implementation algorithm Type de document : texte imprimé Auteurs : Dinu, Andrei, Auteur ; Cirstea, Marcian N., Auteur ; Cirstea, Silvia E., Auteur Année de publication : 2011 Article en page(s) : pp. 1845 - 1848 Note générale : Génie électrique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Field-programmable  gate  array  (FPGA)  Hardware  implementation  Neural  networks Index. décimale : 621.38 Dispositifs électroniques. Tubes à électrons. Photocellules. Accélérateurs de particules. Tubes à rayons X Résumé : An algorithm for compact neural-network hardware implementation is presented, which exploits the special properties of the Boolean functions describing the operation of artificial neurons with step activation function. The algorithm contains three steps: artificial-neural-network (ANN) mathematical model digitization, conversion of the digitized model into a logic-gate structure, and hardware optimization by elimination of redundant logic gates. A set of C++ programs automates algorithm implementation, generating an optimized very high speed integrated circuit hardware description language code. This strategy bridges the gap between ANN design software and hardware design packages (Xilinx). Although the method is directly applicable only to neurons with step activation functions, it can be extended to sigmoidal functions. DEWEY : 621.38 ISSN : 0278-0046 En ligne : http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=5280233 [article] Direct neural-network hardware-implementation algorithm [texte imprimé] / Dinu, Andrei, Auteur ; Cirstea, Marcian N., Auteur ; Cirstea, Silvia E., Auteur . - 2011 . - pp. 1845 - 1848. Génie électrique Langues : Anglais (eng) in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 57 N° 5 (Mai 2010) . - pp. 1845 - 1848 Mots-clés : Field-programmable  gate  array  (FPGA)  Hardware  implementation  Neural  networks Index. décimale : 621.38 Dispositifs électroniques. Tubes à électrons. Photocellules. Accélérateurs de particules. Tubes à rayons X Résumé : An algorithm for compact neural-network hardware implementation is presented, which exploits the special properties of the Boolean functions describing the operation of artificial neurons with step activation function. The algorithm contains three steps: artificial-neural-network (ANN) mathematical model digitization, conversion of the digitized model into a logic-gate structure, and hardware optimization by elimination of redundant logic gates. A set of C++ programs automates algorithm implementation, generating an optimized very high speed integrated circuit hardware description language code. This strategy bridges the gap between ANN design software and hardware design packages (Xilinx). Although the method is directly applicable only to neurons with step activation functions, it can be extended to sigmoidal functions. DEWEY : 621.38 ISSN : 0278-0046 En ligne : http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=5280233

FPGA design methodology for industrial control systems—A review / Monmasson, Eric in IEEE transactions on industrial electronics, Vol. 54 N°4 (Août 2007) 

Public ISBD [article]  in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 54 N°4 (Août 2007) . - 1824-1842 p. Titre : FPGA design methodology for industrial control systems—A review Titre original : Méthodologie de conception de FPGA pour la revue industrielle de systèmes-A de commande Type de document : texte imprimé Auteurs : Monmasson, Eric, Auteur ; Cirstea, Marcian N., Auteur Article en page(s) : 1824-1842 p. Note générale : Electronique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Design  methodology  Field-programmable  gate  array  (FPGAs)  Industrial  control  systems  Programmable  architectures  System-on-a-chip  (SoC)  (Vhsic)  hardware  description  language  (VHDL)  Méthodologie  de  conception  Rangée  de  porte  programmable  de  champ  Systèmes  de  commande  industriels  Architectures  programmables  Système-sur-un-morceau  Langage  de  description  de  matériel  (de  Vhsic) Index. décimale : 621 Ingénierie mécanique en général. Technologie nucléaire. Ingénierie électrique. Machinerie Résumé : This paper reviews the state of the art of field-programmable gate array (FPGA) design methodologies with a focus on industrial control system applications. This paper starts with an overview of FPGA technology development, followed by a presentation of design methodologies, development tools and relevant CAD environments, including the use of portable hardware description languages and system level programming/design tools. They enable a holistic functional approach with the major advantage of setting up a unique modeling and evaluation environment for complete industrial electronics systems. Three main design rules are then presented. These are algorithm refinement, modularity, and systematic search for the best compromise between the control performance and the architectural constraints. An overview of contributions and limits of FPGAs is also given, followed by a short survey of FPGA-based intelligent controllers for modern industrial systems. Finally, two complete and timely case studies are presented to illustrate the benefits of an FPGA implementation when using the proposed system modeling and design methodology. These consist of the direct torque control for induction motor drives and the control of a diesel-driven synchronous stand-alone generator with the help of fuzzy logic. Cet article passe en revue la situation actuelle des méthodologies de conception champ programmable de la rangée de porte (FPGA) avec un foyer sur des applications industrielles de système de commande. Cet article commence par une vue d'ensemble du développement de technologie de FPGA, suivie d'une présentation des méthodologies de conception, des outils de développement et des environnements appropriés de DAO, y compris l'utilisation des outils portatifs de programmation/conception de langages de description de matériel et de niveau de système. Ils permettent une approche fonctionnelle holistique avec l'avantage principal d'installer un environnement unique de modeler et d'évaluation pour les systèmes complets de l'électronique industrielle. Trois règles principales de conception sont alors présentées. Ce sont amélioration d'algorithme, modularité, et recherche systématique du meilleur compromis entre l'exécution de commande et les contraintes architecturales. Une vue d'ensemble des contributions et des limites de FPGAs est également donnée, suivi d'un aperçu court des contrôleurs intelligents FPGA-basés pour les systèmes industriels modernes. En conclusion, deux complets et études de cas opportunes sont présentés pour illustrer les avantages d'une exécution de FPGA en utilisant la méthodologie proposée de modeler et de conception du système. Ceux-ci comprennent la commande directe de couple pour des commandes de moteur à induction et la commande d'un générateur autonome synchrone à moteur diesel avec l'aide de la logique floue. DEWEY : 621 ISSN : 0278-0046 RAMEAU : Électronique industrielle En ligne : eric.monmasson@u-cergy.fr [article] FPGA design methodology for industrial control systems—A review = Méthodologie de conception de FPGA pour la revue industrielle de systèmes-A de commande [texte imprimé] / Monmasson, Eric, Auteur ; Cirstea, Marcian N., Auteur . - 1824-1842 p. Electronique Langues : Anglais (eng) in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 54 N°4 (Août 2007) . - 1824-1842 p. Mots-clés : Design  methodology  Field-programmable  gate  array  (FPGAs)  Industrial  control  systems  Programmable  architectures  System-on-a-chip  (SoC)  (Vhsic)  hardware  description  language  (VHDL)  Méthodologie  de  conception  Rangée  de  porte  programmable  de  champ  Systèmes  de  commande  industriels  Architectures  programmables  Système-sur-un-morceau  Langage  de  description  de  matériel  (de  Vhsic) Index. décimale : 621 Ingénierie mécanique en général. Technologie nucléaire. Ingénierie électrique. Machinerie Résumé : This paper reviews the state of the art of field-programmable gate array (FPGA) design methodologies with a focus on industrial control system applications. This paper starts with an overview of FPGA technology development, followed by a presentation of design methodologies, development tools and relevant CAD environments, including the use of portable hardware description languages and system level programming/design tools. They enable a holistic functional approach with the major advantage of setting up a unique modeling and evaluation environment for complete industrial electronics systems. Three main design rules are then presented. These are algorithm refinement, modularity, and systematic search for the best compromise between the control performance and the architectural constraints. An overview of contributions and limits of FPGAs is also given, followed by a short survey of FPGA-based intelligent controllers for modern industrial systems. Finally, two complete and timely case studies are presented to illustrate the benefits of an FPGA implementation when using the proposed system modeling and design methodology. These consist of the direct torque control for induction motor drives and the control of a diesel-driven synchronous stand-alone generator with the help of fuzzy logic. Cet article passe en revue la situation actuelle des méthodologies de conception champ programmable de la rangée de porte (FPGA) avec un foyer sur des applications industrielles de système de commande. Cet article commence par une vue d'ensemble du développement de technologie de FPGA, suivie d'une présentation des méthodologies de conception, des outils de développement et des environnements appropriés de DAO, y compris l'utilisation des outils portatifs de programmation/conception de langages de description de matériel et de niveau de système. Ils permettent une approche fonctionnelle holistique avec l'avantage principal d'installer un environnement unique de modeler et d'évaluation pour les systèmes complets de l'électronique industrielle. Trois règles principales de conception sont alors présentées. Ce sont amélioration d'algorithme, modularité, et recherche systématique du meilleur compromis entre l'exécution de commande et les contraintes architecturales. Une vue d'ensemble des contributions et des limites de FPGAs est également donnée, suivi d'un aperçu court des contrôleurs intelligents FPGA-basés pour les systèmes industriels modernes. En conclusion, deux complets et études de cas opportunes sont présentés pour illustrer les avantages d'une exécution de FPGA en utilisant la méthodologie proposée de modeler et de conception du système. Ceux-ci comprennent la commande directe de couple pour des commandes de moteur à induction et la commande d'un générateur autonome synchrone à moteur diesel avec l'aide de la logique floue. DEWEY : 621 ISSN : 0278-0046 RAMEAU : Électronique industrielle En ligne : eric.monmasson@u-cergy.fr

A VHDL holistic modeling approach and FPGA implementation of a digital sensorless induction motor control scheme / Cirstea, Marcian N. in IEEE transactions on industrial electronics, Vol. 54 N°4 (Août 2007) 

Public ISBD [article]  in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 54 N°4 (Août 2007) . - 1853-1864 p. Titre : A VHDL holistic modeling approach and FPGA implementation of a digital sensorless induction motor control scheme Titre original : Une approche modelante holistique de VHDL et l'exécution de FPGA d'une sonde moin digital de moteur à induction commandent l'arrangement Type de document : texte imprimé Auteurs : Cirstea, Marcian N., Auteur ; Dinu, Andrei, Auteur Article en page(s) : 1853-1864 p. Note générale : Electronique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Control  systems  Field-programmable  gate  arrays  (FPGA)  Induction  motor  drives  Modeling  Neural  networks  Systèmes  de  commande  Rangées  de  porte  programmables  de  champ  Commandes  de  moteur  à  induction  Réseaux  neurologiques Index. décimale : 621 Ingénierie mécanique en général. Technologie nucléaire. Ingénierie électrique. Machinerie Résumé : This paper presents a sensorless neural-network-based induction motor control scheme, developed by following a holistic approach to electronic system modeling and controller design. The method uses Very-high-speed integrated circuits Hardware Description Language (VHDL), allowing the engineering system's functional description to be combined with a detailed digital controller design, which is then implemented into a field-programmable gate array (FPGA). The VHDL description of the hardware-implemented neural networks is automatically generated by C++ programs, in an adaptable architecture, appropriate to low-dynamic systems such as fans and pumps. The complete system performance is investigated by simulation and validated experimentally. This approach provides advantages such as a unique modeling and evaluation environment for complete power electronic systems, the same environment is used for the digital controller design and compact FPGA rapid prototyping, fast design development, short time to market, a CAD platform independent model, and reusability of the model/design. Cet article présente un arrangement basé sensorless de commande de moteur à induction de réseau neurologique, développé en suivant une approche holistique à modeler de système et à conception électroniques de contrôleur. La méthode emploie le langage de description très à grande vitesse de matériel de circuits intégrés (VHDL), permettant à la description fonctionnelle du système de technologie d'être combinée avec une conception numérique détaillée de contrôleur, qui est alors mise en application dans une rangée de porte programmable de champ (FPGA). La description de VHDL des réseaux neurologiques mis en application par le matériel est automatiquement produite par des programmes de C++, dans une architecture adaptable, s'approprie à de bas systèmes dynamiques tels que des ventilateurs et des pompes. L'exécution complète de système est étudiée par la simulation et expérimentalement validée. Cette approche fournit des avantages tels qu'un environnement unique de modeler et d'évaluation pour les systèmes électroniques de puissance complète, le même environnement est employée pour la conception numérique de contrôleur et le prototypage rapide compact de FPGA, jeûnent développement de conception, à court terme pour lancer sur le marché, un modèle indépendant de plateforme de DAO, et réutilisabilité du modèle/de conception. DEWEY : 621 ISSN : 0278-0046 RAMEAU : Moteurs asynchrones En ligne : marcian@ieee.org, andrei.dinu@goodrich.com [article] A VHDL holistic modeling approach and FPGA implementation of a digital sensorless induction motor control scheme = Une approche modelante holistique de VHDL et l'exécution de FPGA d'une sonde moin digital de moteur à induction commandent l'arrangement [texte imprimé] / Cirstea, Marcian N., Auteur ; Dinu, Andrei, Auteur . - 1853-1864 p. Electronique Langues : Anglais (eng) in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 54 N°4 (Août 2007) . - 1853-1864 p. Mots-clés : Control  systems  Field-programmable  gate  arrays  (FPGA)  Induction  motor  drives  Modeling  Neural  networks  Systèmes  de  commande  Rangées  de  porte  programmables  de  champ  Commandes  de  moteur  à  induction  Réseaux  neurologiques Index. décimale : 621 Ingénierie mécanique en général. Technologie nucléaire. Ingénierie électrique. Machinerie Résumé : This paper presents a sensorless neural-network-based induction motor control scheme, developed by following a holistic approach to electronic system modeling and controller design. The method uses Very-high-speed integrated circuits Hardware Description Language (VHDL), allowing the engineering system's functional description to be combined with a detailed digital controller design, which is then implemented into a field-programmable gate array (FPGA). The VHDL description of the hardware-implemented neural networks is automatically generated by C++ programs, in an adaptable architecture, appropriate to low-dynamic systems such as fans and pumps. The complete system performance is investigated by simulation and validated experimentally. This approach provides advantages such as a unique modeling and evaluation environment for complete power electronic systems, the same environment is used for the digital controller design and compact FPGA rapid prototyping, fast design development, short time to market, a CAD platform independent model, and reusability of the model/design. Cet article présente un arrangement basé sensorless de commande de moteur à induction de réseau neurologique, développé en suivant une approche holistique à modeler de système et à conception électroniques de contrôleur. La méthode emploie le langage de description très à grande vitesse de matériel de circuits intégrés (VHDL), permettant à la description fonctionnelle du système de technologie d'être combinée avec une conception numérique détaillée de contrôleur, qui est alors mise en application dans une rangée de porte programmable de champ (FPGA). La description de VHDL des réseaux neurologiques mis en application par le matériel est automatiquement produite par des programmes de C++, dans une architecture adaptable, s'approprie à de bas systèmes dynamiques tels que des ventilateurs et des pompes. L'exécution complète de système est étudiée par la simulation et expérimentalement validée. Cette approche fournit des avantages tels qu'un environnement unique de modeler et d'évaluation pour les systèmes électroniques de puissance complète, le même environnement est employée pour la conception numérique de contrôleur et le prototypage rapide compact de FPGA, jeûnent développement de conception, à court terme pour lancer sur le marché, un modèle indépendant de plateforme de DAO, et réutilisabilité du modèle/de conception. DEWEY : 621 ISSN : 0278-0046 RAMEAU : Moteurs asynchrones En ligne : marcian@ieee.org, andrei.dinu@goodrich.com