Neural networks with a latency requirement on the order of microseconds, like the ones used at the CERN Large Hadron Collider, are typically deployed on FPGAs fully unrolled and pipelined. A bottleneck for the deployment of such neural networks is area utilization, which is directly related to the required constant matrix-vector multiplication (CMVM) operations. In this work, we propose an efficient algorithm for implementing CMVM operations with distributed arithmetic on FPGAs that simultaneously optimizes for area consumption and latency. The algorithm achieves resource reduction similar to state-of-the-art algorithms while being significantly faster to compute. The proposed algorithm is open-sourced and integrated into the \texttt{hls4ml} library, a free and open-source library for running real-time neural network inference on FPGAs. We show that the proposed algorithm can reduce on-chip resources by up to a third for realistic, highly quantized neural networks while simultaneously reducing latency, enabling the implementation of previously infeasible networks.


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神经网络(Neural Networks)是世界上三个最古老的神经建模学会的档案期刊:国际神经网络学会(INNS)、欧洲神经网络学会(ENNS)和日本神经网络学会(JNNS)。神经网络提供了一个论坛,以发展和培育一个国际社会的学者和实践者感兴趣的所有方面的神经网络和相关方法的计算智能。神经网络欢迎高质量论文的提交,有助于全面的神经网络研究,从行为和大脑建模,学习算法,通过数学和计算分析,系统的工程和技术应用,大量使用神经网络的概念和技术。这一独特而广泛的范围促进了生物和技术研究之间的思想交流,并有助于促进对生物启发的计算智能感兴趣的跨学科社区的发展。因此,神经网络编委会代表的专家领域包括心理学,神经生物学,计算机科学,工程,数学,物理。该杂志发表文章、信件和评论以及给编辑的信件、社论、时事、软件调查和专利信息。文章发表在五个部分之一:认知科学,神经科学,学习系统,数学和计算分析、工程和应用。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/nn/
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