I n d on e s i an   Jo u r n al   o El e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   V o l .   19 ,   N o .   3 S e pt e m b e r   20 20 ,   pp .   14 6 9 ~ 1479   IS S N :   25 02 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 19 .i 3 . pp14 6 9 - 1479             1469       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i j e e c s . i a e s c or e . c om   De s ig n   a n d   im p le m e n t at i on   h a m m i n n e u r a n e t wo r k   wit h   VH DL       Li q aa  S a ad i   M e z h e r   D e pa r t m e n t   o f   C o m put e r   E ng i n e e r i ng   Al - M us t a ns i r i y a U ni v e r s i t y ,   B a g hda d ,   I r a q       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T   Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e d   O c t   21 ,   2019   R e v i s e M a r   1 5,   20 20   A c c e pt e A p r   1 ,   20 20     H a m m i ng   N e u r a l   N e t w o r i s   t y pe   o f   a r t i f i c i a l   ne u r a l   ne t w o r c o ns i s t   o f   t w o   t y pe s   o f   l a y e r s   ( F e e F o r w a r L a y e r s   a nd  R e c ur r e n t   L a y e r ) .   I t hi s   pa p e r ,   t w o   i nput s   o f   pa t t e r ns   i bi na r y   num be r   w e r e   us e d.   I t he   f i r s t   l a y e r ,     t w o   ne ur o ns   a nd   pu r e   l i ne   f unc t i o w e r e   u s e d .   I t he   s e c o nd  l a y e r ,     t hr e e   ne u r o ns   a nd  po s i t i v e   l i ne   f unc t i o w e r e   us e d.   A l s o   a pp l i e H a m m i ng   N e ur a l   ne t w o r ks   a l g o r i t hm   i t hr e e   s i m ul a t i o m e t ho ds   ( L o g i c a l   g a t e   m e t ho d,   s o f t w a r e   p r o g r a m   c o di ng   m e t ho a nd   i ns t a n t   b l o c di a g r a m   m e t ho d) .   I t hi s   w o r i V H D L   s o f t w a r e   pr o g r a m   w a s   us e a nd  F P G A   ha r dw a r e   u s e d .   Ke y w or d s :   A r t i f i c i a l   n e u r a l   n e t w o r ha m m i ng  n e u ra l   n e t w o r k   F e e fo r w a r l a y e r   FPGA   R e c urr e nt   l a y e r   V H D L   C opy r i gh t   ©   2020   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e .     A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   L i qa a   S a a di   M e z h e r ,     D e pa rt m e n t   o f   Co m put e E ngi n e e ri n g ,   A L   M us t a n s i ri y h a   U ni v e r s i t y ,   B a g h da d ,   I r a q.   E m a i l :   i q a 35 @ uo m us t a n s i r i y a h. e du. i q       1.   I N TR O D U C TI O N     A r t i f i c i a l   n e u ra l   n e t w o r ks   (A N N i s   a   t e c hn i q ue   of   a r t i f i c i a l   i n t e l l i ge n c e   i n s pi r e by   t h e   h u m a n e u r o n s   s y s t e m   a n d   i s   c o m m o n l y   us e fo r   m o de l i ng  a nd  i m p r o v i n t h e   c o m pl e ph e n o m e na   t ha t   i n v o l v e   a   l a r ge   num b e r   o pr o c e s s   v a r i a b l e s   [1 - 3] .   A r t i f i c i a l   n e u r a l   n e t w o r ks   a r e   c o m put a t i o na l   m e t h o do l o gi e s   t h a t   r e s ul t   i n   m u l t i pl e   a na l y z e s   f a c t o r s   [4,   5] .   I n s p i r e by   b i o l o g i c a l   n e r v o us   n e t w o r ks ,   a r t i f i c i a l   n e u ra l   n e t w o r c o n t a i ni n l a y e r s   of   s i m pl e   c o m put i n n o de s   t h a t   o pe r a t e   a s   o r ga n s   s um m a r y   n o nl i n e a r   m o de l s   of   n e t w o r ks   [6] .   F i e l P r o gra m m a b l e   G a t e   A rr a y s   (F P G A d e v i c e   i s   a   h a r dw a r e   i m p l e m e n t a t i o n   l a rge   n u m b e r   o f   a r t i f i c i a n e u r a l   n e t w o r k   [7 - 9] .   V e r y   H i gh - S pe e I n t e g r a t e Ci r c u i t s   H a r dw a r e   D e s c r i p t i o n   L a n gu a ge   (V H D L t h e   s of t w a r e   p r o g r a m   [10]   a p pl i e d   t o   h u m m i n g   n e u r a l   n e t w o r u s i ng  m a n y   m e t h o ds   [8,   11 - 13 ] .   T h e   p a pe r   i s   a rra nge a s   i t h e   f o l l o w i ng .   I n   t he   S e c t i o n   2   a nd   d i s p l a y s   a   de s c ri pt i o b ri e f l y   H a m m i ng  N e u ra l   N e t w o rk  a b o u t   t h e   p a ra m e t e rs   o f   p a t t e rns ,   w e i g ht s   m a t ri a nd   t he   t ra ns f e f u n c t i o us i ng   ( pu re   l i n e   i F e e F o r w a rd  L a y e r   a nd   po s i t i v e   l i ne   i R e c u rre nt   L a y e r s ) .   I n   S e c t i o 3 ,   d i s p l a y s   t h e   a l go ri t hm   o f   H a m m i ng   N e u ra l   N e t w o rk .   I S e c t i o n   4 ,   A rt i f i c i a l   N e u ra l   N e t w o r k   de s i g us i ng   H a m m i ng   N e u ra l   N e t w o r k   w i t m a n y   s i m ul a t i o m e t h o ds   di s p l a y s   a pp l i e d   b y   V H D L   s o f t w a r e   p r o g ra m   a nd   F P G A   ha rdw a r e .   I S e c t i o 5 ,   d i s p l a y s   t h e   re s ul t   o f   H a m m i ng   N e u ra l   N e t w o rk ,   l a s t   S e c t i o 6 ,   a re   g i v e s o m e   i m po rt a nt   c o n c l u s i o n s   a nd   f u t u r e   w o rk .       2.   H A M M I N G   N EU R A N ETW O R K   In   t h i s   pa pe r ,   t h e   i ni t i a l   pa ra m e t e r s   o f   t h e   h u m m i n n e u ra l   n e t w o r us e d,   t h e   a r c h i t e c t u r e   o f   n e ura l   n e t w o r c o n t a i n s   o f   m a n y   l a y e r s   o m a n y   n e u r a l   n e t w o r ks ,   a s   s h o w n   i n   F i gu r e   1 .     2. 1 .     F e e d   fo r w ar d   l ay e r   In   t h e   F e e F o r w a r L a y e r   F F L   (F e e F o r w a r n e ura l   n e t w o r ks c o n s i s t   o f   t w o   l a y e r s   [14 - 16]   a l s t h i s   l a y e r   t w o   i n put s   w e r e   us e w i t o n e   o ut put .   W h e r e   t h e   i n p ut   o f   b i n a r y   n u m b e r ,   t h e   f i r s t   l a y e r   (i nput   l a y e r   of   f e e fo r w a r d):   i t s   t a ke s   t h e   i nput s   a nd  p a s s e s   t h e m   t o   t h e   i n p ut   l a y e r   w i t h o ut   do i n g   a n y t hi n g .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   19 ,   N o .   3 S e pt e m b e r   20 20  :     14 6 9   -   14 79   1470   T h e   s e c o n l a y e r   (t h e   o ut put   l a y e r   o f   f e e fo r w a r d) :   a a   o ut put   l a y e r ,   c o m po s e by   n   n e u r o n s ,   w h i c p r o c e s s i n i n p ut s ,   P 1, …. ,   P n,   a n d   m u l t i pl y   w i t h   t he   w e i ght s   m a t ri x   a n d   c o m po s e by   t w o   n e ur o n   a n c o m b i n e w i t h   t h e   b i a s   a n t h e n   e nt e r e i nt o   a   l i n e a r   a c t i v a t i o f un c t i o n   (P u r e l i n   (P ))   a n d   e xt ra c t e t h e   r e s ul t   ( a 1) ,   i n   t h e   F F L   do e s n ’t   h a v e   t h e   hi d de l a y e r s ,   a s   s h o w n   i F i gu r e   1( a ).     2. 2 .     R e c u r r e n t   l ay e r   In   t h e   R e c ur r e n t   L a y e r   R CL   (r e c ur r e nt   l a y e r   n e ura l   n e t w o r ks c o n s i s t   of   t h r e e   l a y e r s   [17 - 20]   t h e   f i r s t   l a y e r   (i n p ut   l a y e r   o f   Re c ur r e n t   L a y e r ):   I n   t hi s   l a y e r   t h e   o ut put   f r o m   t h e   p r e v i o us   l a y e r   (f e e fo r w a r d)  w a s   us e a n us e a s   a   pr i m i t i v e   i n pu t   w i t h   o n e   o ut put   (i n i t i a l   a 2 = 0).   t h e   s e c o n l a y e r   (t h e   h i dde n   l a y e r   of  r e c urr e nt   l a y e r ):   t h e   l a y e r   of   f e e f o r w a r b e c a m e   i n put   t o   t he   h i dde n   l a y e r   i n   r e c u rr e n t   l a y e r ,   c o m po s e by   n   n e u r o n s   [21] ,   w h i c h   p r o c e s s i n n   i n put s ,   P 1, …. , P n ,   a nd  m u l t i p l y   w i t h   t h e   w e i gh t s   m a t r i a n c o m po s e b y   t hr e e   n e ur o n s   a n c o m b i n e w i t h   t h e   b i a s   (b 2)  a n t h e n   e nt e r e i nt o   a   po s i t i v e   l i n e a r   a c t i v a t i o n   f un c t i o n   (P o s l i n   (P )) .   A n t h e   t hi r l a y e r   (t h e   o ut put   l a y e r   of   r e c urr e nt   l a y e r ):   t h e   r e s ul t   (F w a s   e xt r a c t e d,   a s   s h o w n   i n   F i gu r e   1( b ).           F i gu r e   1 .   B l o c di a g r a m   o f   hum m i n g   n e u ra l   n e t w o r (a )   f e e d   f o r w a r l a y e r   (b r e c urr e n t   l a y e r       3.   A LG O R I T H M   O F   H A M M I N G   N EU R A N E TW O R K   S t e 1:   S e t   a c t i v a t i o n   a n d   i ni t i a l i z e   w e i gh t s   a n d   b i a s   v a l ue s .   I:   N u m b e r   o f   i n put   n o de s   (i n pu t   v e c t o r   o f   P a t t e rn s ).   J :   N um b e o f   l e n gt o f   P a t t e rn s .   S t e 2:   F o r   e a c i n p ut   v e c t o r   P ,   N = 1, 2 ,   ,   I ,   M = 1 ,   2 …,   J ,   d o   s t e (3  t o   4).   S t e p   3:   F o r   e a c h   n e u r o n ,   m ul t i p l y   e a c h   i nput   by   i t s   c o r r e s po n d i n w e i gh t   a nd  s um   w i t h   b i a s   v a l ue s .     It   r e c e i v e s   f o r   t h e   n e xt   s t e p.   S t e 4:   U pda t e   t h e   a c t i v a t i o f o r   N = 1, 2 ,   …,   I ,   M = 1 ,   2 …,   J .         S t e 5:   A ppl y   a c t i v a t i o n   f un c t i o n   a nd  s a v e   c urr e nt   a c t i v a t i o ns   i n   X m   (o l d)  t o   b e   us e i n   t h e   n e xt   i t e r a t i o n   f o r   M = 1,   2 ,   ,   j .         S t e 6:   c h o o s e   a a b s   f o r   t h e   w e i gh t   m a t ri x   (s e t   0   < a b s o l ut e   <   1 / J ).         S t e 7:   F o r   t = 1, 2 , 3 ,   …  r e pe a t   s t e ps   ( t o   11),   w h i l e   s t o ppi n g   c o n di t i o n   i s   f a l s e .   S t e 8:   F o r   e a c n e u r o n,   N = 1, 2, 3 ,   …,   I ,   M = 1,   2 …,   J ,   c o m put e   t h e   n e t   s i g na l ,   i t   r e c e i ve s   fo r   t h e   n e x t   s t e p .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       D e s i gn   and   i m p l e m e nt a t i on   ham m i ng   ne ur a l   ne t w or k   w i t V H D L   ( L i qaa  Saad i   Me z h e r )   1471   S t e 9:   U pda t e   t h e   a c t i v a t i o n s   f o r   N = 1 , 2 ,   …,   I ,   M = 1,   2… ,   J .         S t e 10:   S a v e   t h e   a c t i v a t i o n   f o r   us e   i t h e   n e x t   i t e r a t i o n.         S t e 11:   T e s t   s t o ppi n c o n d i t i o n .   If   m o r e   t ha n   o n e   n o de   ha s   a   n o nz e r o   o ut put   t h e n   go   t o   s t e 8,   o t h e r w i s e ,     a s   s h o w n   i F i gu r e   2.           F i gu r e   2 .   A r c h i t e c t ur e   o f   h um m i ng  n e u ra l   n e t w o r k       4.   S I M U LA TI O N   M E TH O D S   F O R   H U M M I N G   N EU R A N ETWO R K     In   t hi s   pa pe r ,   m e t h o ds   f o r   pr o gra m m i n w e r e   us e us i n t h e   V H D L   pr o gr a m   a nd  us i n t h e   F P G A   de v i c e   a s   s h o w n   b e l ow :     4. 1 .     Lo gi c a l   gate s   m e th o d   T h e   n e t w o r i s   s y n t h e s i z e by   c o n n e c t i n i t   us i n t h e   N A N D   ga t e   a n i nput s   (P 1,   P 2 ,   W 11,   W 12 ,   W 21,   W 22 ,   W 23 ,   b 1,   b 2)  a n d   o ut put s   (F a r e   us e d,   a s   s h o w n   i n   F i gu r e   3 .           F i gu r e   3 .   H a m m i ng  n e u ra l   n e t w o r us i n g   l o gi c   g a t e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   19 ,   N o .   3 S e pt e m b e r   20 20  :     14 6 9   -   14 79   1472   4. 2 .     S o ftw ar e   p r o gr am   c o d i n m e th o d   In  t hi s   w a y   t h e   p r o g r a m m i n w a s   us e b y   c o d e   a n di v i de t h e   ha m m i ng  n e u ra l   n e t w o r   i n t o   l a y e r s :     4. 2 . 1.   F e e d   fo r w ar d   l ay e r   (F F L)   In  t hi s   l a y e r ,   p r o g ra m m i ng  w a s   do n e   us i n g   t h e   e n t i t y   t o   de fi n e   t h e   i nput s   (P 1 ,   P 2 ,   W 11 ,   W 12 ,   b 1)  a n o ut p ut   (a 1) ,   a nd  t h e   L o gi c   F un c t i o w a s   us e i t h e   a r c h i t e c t ur e   t o   e xt r a c t   t h e   o ut pu t   a s   i F i gu r e   4.           F i gu r e   4 .   F e e f o r w a r n e u ra l   n e t w o r us i ng  c o de   m e t h o d       S u mm ar y:   A   s um m a r y   r e v i e w   of   pr o gr a m   i m pl e m e n t a t i o n   a nd  t h e   s pe c i a l   r a t i o s   of   t h e   n e t w o r (F F L ),   a s   s h o w n   i n   F i gu r e   5 .           F i gu r e   5 .   S u m m a r y   fo r   f e e fo r w a r l a y e r       R TU   V i e w e r :   T o   r e v i e w   t h e   F F L   n e t w o r b i n di ng  a f t e r   e xe c ut i o n   by   (s e l e c t   pr o gra m     t o o l s     N e t l i s t   v i e w e r s     R T L   v i e w e r ),   a s   i F i gu r e   6 .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       D e s i gn   and   i m p l e m e nt a t i on   ham m i ng   ne ur a l   ne t w or k   w i t V H D L   ( L i qaa  Saad i   Me z h e r )   1473       F i gu r e   6 .   R T L   v i e w e r   f o r   f e e f o r w a r l a y e r       I n s t a n t   Bl o c k   D i a g r a m :   T o   v i e w   t he   ne t w o rk   b i nd i ng   a f t e e x e c u t i o t he   f o rm   B l o c k   D i a g ra m   i s   d o ne   b y   ( s e l e c t   p ro g ra m     t o o l s     N e t l i s t   v i e w e rs     T e c h no l o gy   M a p   V i e w e   P o s t   M a p p i ng ) ,   a s   i F i g u re   7 .           F i gu r e   7 .   I n s t a nt   f o r   f e e f o r w a r l a y e r       4. 2 . 2.   R e c u r r e n t   N e u r al   N e tw o r k   (R C L)   In   t h i s   l a y e r ,   p r o g r a m m i n w a s   do n e   us i n t h e   e nt i t y   t o   de f i n e   t h e   i n pu t s   (a 1 ,   a 2 ,   W 21,   W 22 ,   W 23,   b 2)  a n o ut p ut   (F ),   a nd  t h e   L o gi c   F u n c t i o w a s   us e i t h e   a rc h i t e c t ur e   t o   e xt r a c t   t h e   o ut p ut   a s   i F i gu r e   8.           F i gu r e   8 .   F e e f o r w a r n e u ra l   n e t w o r us i ng  c o de   m e t h o d       S u mm ar y:  A   s um m a r y   r e v i e w   of   pr o gr a m   i m pl e m e n t a t i o n   a nd  t h e   s pe c i a l   r a t i o s   of   t h e   n e t w o r (R CL ),   a s   s h o w n   i n   F i gu r e   9 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   19 ,   N o .   3 S e pt e m b e r   20 20  :     14 6 9   -   14 79   1474       F i gu r e   9 .   S u m m a r y   fo r   r e c urr e n t   l a y e r       R TU   V i e w e r :   T o   r e v i e w   t h e   R CL   n e t w o r b i n d i n a f t e r   e xe c ut i o n   by   (s e l e c t   pr o gr a m     t o o l s     N e t l i s t   v i e w e r s     R T L   v i e w e r ),   a s   i F i gu r e   10 .           F i gu r e   10 .   R T L   v i e w e r   f o r   r e c urr e n t   l a y e r       I n s t a n t   Bl o c k   D i a g r a m :   T o   v i e w   t he   R CL   ne t w o rk   b i nd i ng   a f t e e xe c u t i o t he   f o rm   B l o c k   D i a g ra m   i s   d o ne   b y   ( s e l e c t   p ro g ra m     t o o l s     N e t l i s t   v i e w e rs     T e c h no l o gy   M a p   V i e w e   P o s t   M a p p i ng ) ,   a s   i F i g u re   1 1 .           F i gu r e   11 .   I n s t a nt   f o r   r e c urr e n t   l a y e r     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       D e s i gn   and   i m p l e m e nt a t i on   ham m i ng   ne ur a l   ne t w or k   w i t V H D L   ( L i qaa  Saad i   Me z h e r )   1475   4. 2 . 3.   H am m i n N e u r al   N e tw o r k   (H N N )   It   i s   t h e   m a i n   p r o g ra m   o f   t h e   ha m m i n n e u r a l   n e t w o r w h e r e   t h e   p r o gra m s   [2 2]   a r e   c a l l e f o r   t h e   t w l a y e r s   (F F L   &   R CL by   t h e   c o m p o n e nt   a n t h e n   m e rge   t h e m   a n de f i n e   t h e   i n p ut   a nd  o ut put   a nd  t h e   us e   of   t h e   s t r uc t u r e   i n   a r c hi t e c t u r e   a n e xt ra c t i o n   o f   o ut put   [23 - 25] ,   a s   i n   F i gu r e   12 .   A n t h e n   c o n v e r t   f r o m   a   s of t w a r e   p r o gra m m a b l e   t o   B l o c D i a gr a m   a n i m pl e m e nt   i t   o n   t h e   F P G A   m a c hi n e   a s   a   a s   a   p ra c t i c a l   a n d   e xt ra c t   t h e   r e s ul t s .           F i gu r e   12 .   R e pr e s e nt   c o di n g   f o r   h a m m i n g   n e u r a l   n e t w o r k   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   19 ,   N o .   3 S e pt e m b e r   20 20  :     14 6 9   -   14 79   1476   4. 3 .     I n s tan b l o c k   d i agr am   m e th o d   A f t e r   c o m pl e t i n t h e   p r o gra m m i n p r o c e s s   fo r   e a c h   l a y e r   s e pa ra t e l y ,   t a ke   t h e   f o l l o w i n s t e ps   t o   c o n v e r t   t h e   s o f t w a r e   p r o gra m   t o   b l o c D i a g ra m .     4. 3 . 1.   Th e   f i r s t   l ay e r   F F L   S e l e c t   a l l   s of t w a r e   pr o gra m   of   F F L   -   F i l e   -   Cr e a t / U da t e   -   Cr e a t e   S y m bo l   F i l e   fo r   Curr e nt   F i l e ,     a n d   o pe n e w   f i l e   -   b l o c D i a g r a m / S c h e m a t i c   F i l e     O   t h e n   c h o o s e   i n s t a nt   b l o c f r o m   pr o j e c t ,   a s   s h o w n   i n   F i gu r e   13 .           F i gu r e   13 .   R e pr e s e nt   i n s t a n t   b l o c di a g ra m   f o r   FFL       4. 3 . 2.   Th e   s e c o n d   l aye r   R C L   S e l e c t   a l l   s o f t w a r e   p ro g r a m   o f   R CL   -   F i l e   -   C re a t / U p   d a t e   -   C re a t   S y m b o l   F i l e   f o C u r re nt   F i l e ,   a nd   o p e ne w   f i l e   -   b l o c k   D i a g ra m / S c he m a t i c   F i l e     O k     t he n   c ho o s e   i ns t a nt   b l o c k   f ro m   p ro j e c t ,   a s   s ho w i F i g u re   1 4 .           F i gu r e   14 .   R e pr e s e nt   i n s t a n t   b l o c di a g ra m   f o r   R CL       In  F i gu r e   15 ,   t h e   p r e v i o us   t w o   i n s t a nt   b l o c di a g r a m s   a r e   i nt e g r a t e d,   a n i n t e g r a t e n e t w o r k,     t h e   m a i i nput   r e p r e s e n t a t i o n,   t h e   w e i gh t   m a t r i x   a nd  i t s   m a i o ut put .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       D e s i gn   and   i m p l e m e nt a t i on   ham m i ng   ne ur a l   ne t w or k   w i t V H D L   ( L i qaa  Saad i   Me z h e r )   1477       F i gu r e   15 .   R e pr e s e nt   i n s t a n t   b l o c di a g ra m   f o r   H N N       In  t h e   F P G A   de v i c e ,   pi n s   w e r e   us e (9)  i n pu t s   r e p r e s e n t i ng  (2  p a t t e rn s   + w e i ght s   +   b i a s e s a s   s h o w n   T a b l e   r e pr e s e nt s   t h e   us e p i n s .   A n t w o   o ut put s   w e r e   us e d.   O n e   o f   w h i c h   r e p r e s e nt s   i s   t h e   e xt ra c t i o o f   t h e   i n t e r l a y e r   f r o m   t h e   f i r s t   l a y e r   a n t h e   o t h e r e p r e s e n t s   t h e   f i na l   o ut pu t   o f   t h e   m a i n   n e t w o r k   a s   s h o w n   T a b l e   r e p r e s e nt s   t h e   us e pi n s .       T a b l e   1 .   R e pr e s e nt   t h e   i nput   pi n s   i ha m m i ng    n e u r a l   n e t w o r k   S w i t c h   P i n s   Re p r e s e n t e d   S W 0   P IN S _ L 2 2   B1   S W 1   P IN S _ L 2 1   B2   S W 2   P IN S _ M 2 2   P1   S W 3   P IN S _ V 1 2   W 1 1   S W 4   P IN S _ W 1 2   P2   S W 5   P IN S _ U 1 2   W 1 2   S W 6   P IN S _ U 1 1   W 2 1   S W 7   P IN S _ M 2   W 2 2   S W 8   P IN S _ M 1   W 2 3     T a b l e   2 .   R e pr e s e nt   t h e   o ut put   pi n s   i ha m m i n n e u r a l   n e t w o r k   LED   P i n s   Re p r e s e n t e d   L E D R1   P IN S _ R1 9   A1   L E D R0   P IN S _ R2 0   F         5.   TH E   R ES U LT   5. 1 .     Th e   i n p u t   T h e   I n pu t   v a l ue s   f o r   pa t t e rn s   a n d   w e i gh t s   m a t ri x   i l a y e r s   F F L   a n d   R CL ,   a s   s h o w n   T a b l e   3 .       T a b l e   3 .   R e pr e s e nt   t h e   i nput   v a l ue s   i ha m m i ng  n e u ra l   n e t w o r k   P a t t e rn s   W e i g h t s   M a t ri x   i n   F F L   W e i g h t s   M a t ri x   i n   RC L   P1   P2   W 1 1   W 1 2   W 2 1   W 2 2   W 2 3   0   0   0   0   0   0   0   0   1   0   1   1   0   0   1   0   1   0   0   1   0   1   1   1   1   1   1   0   0   0   0   0   0   0   1   0   1   0   1   1   0   1   1   0   1   0   0   1   1   1   1   1   1   1   1   1       5. 2 .     Th e   o u tp u t     w h e n   b a n d   b 2= 0   a 1=   1111 1111   F   =   11111 111     w h e n   b 1= 1   a nd  b 2= 0   a 1=   0001 0001   F =   111 11111     w h e n   b 1= 0   a nd  b 2= 1   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   19 ,   N o .   3 S e pt e m b e r   20 20  :     14 6 9   -   14 79   1 478   a 1=   1111 1111   F =   001 11111     w h e n   b 1= 1   a nd  b 2= 1   a 1=   0001 0001   F =   000 00000       6.   C O N C LU S I O N S   I t hi s   p a p e r   ha m m i ng   ne u ra l   ne t w o rk   a p p l i e d .   T hi s   ne t w o rk   c o nt e nt   o f   t w o   t y p e s   o f   ne t w o rk   F F L   &   R CL .   I F F L   l a y e t w o   p a t t e rns   ( P 1 ,   P 2 )   u s e d   w i t o ne   o u t p u t   ( a 1 ) .   W he re   t he   i np u t   o f   p a t t e r ns   b i na ry   nu m b e w a s   m u l t i p l i e d   w i t t he   w e i g ht s   m a t r i x   ( w 1 1 ,   w 1 2 )   a nd   c o m b i ne w i t t he   b a i s e   ( b 1 )   a nd   t he e nt e re d   i n t o   t he   p u re   l i ne   f u nc t i o ns .   I n   t he   R C L   l a y e r,   t he   o u t p u t   f ro m   t he   p re v i o u s   l a y e ( f e e d   f o rw a rd )   w a s   u s e d   a nd   u s e d   a s   a   p ri m i t i v e   i np u t   ( a 1   a nd   i ni t i a l   f e e db a c k   a 2 = 0 )   w i t o ne   o u t p u t   ( F ) .   W he re   t he   i np u t   w a s   m u l t i p l i e d   w i t h   t he   w e i g ht   m a t ri x   ( W 1 2 ,   W 2 2   a nd   W 2 3 )   a nd   c o m b i ne d   w i t t he   b a i s e   ( b 2 )   a nd   t h e e nt e re d   i nt o   t he   p o s   l i ne   f u nc t i o n.     A nd   t h re e   s i m u l a t i o m e t ho d s   ( L o g i c a l   g a t e   m e t ho d ,   s o f t w a re   p ro g ra m   c o d i ng   m e t ho d   a nd   i ns t a nt   b l o c k   d i a g ra m   m e t ho d )   a p p l i e d   u s i ng   V H D L   p ro g ra m   a nd   c o n ne c t e d   t o   F P G A   ha rd w a re   t o   e x t r a c t   t he   f i na l   re s u l t .       R EF ER EN C ES   [ 1]   I br a hi m   M .   N . ,   M o ha m m e O .   A .   a nd  S a m y   S .   A . ,   A r t i f i c i a l   N e ur a l   N e t w o r f o r   D i a g no s e   A ut i s m   S pe c t r um   D i s o r de r ,   I nt e r na t i ona l   J our nal   of   A c ade m i c   I n f o r m at i on  Sy s t e m s   R e s e ar c ( I J A I SR ) ,   I S S N :   2000 - 002X ,   v o l .   3   no .   2 ,   pp.   27 - 32,   20 19.     [ 2]   B i ng hui   W .   a nd  T i ng t i ng   D . ,   A   P e r f o r m a nc e   C o m pa r i s o o f   N e ur a l   N e t w o r ks   i F o r e c a s t i ng   S t o c P r i c e   T r e nd” ,   I nt e r n at i on al   J o ur n al   o f   C om put at i o n al   I nt e l l i ge nc e   Sy s t e m s ,   v o l .   1 0,   pp .   336     346 ,   201 7.   [ 3]   O s a m a   M .   A . ,   B a s s e m   S .   A .   a nd  S a m y   S .   A . ,   P r e d i c t i ng   O ve r a l l   C a r   P e r f o r m a nc e   U s i ng   A r t i f i c i a l   N e ur a l   N e t w o r k” ,   I n t e r na t i o nal   J our nal   o f   A c ade m i c   a nd  A pp l i e R e s e ar c ( I J A A R ) ,   I S S N :   2000 - 005X ,   v o l .   3 ,   no .   1,     pp.   1 - 5,   2 019 .     [ 4]   M o hd  N .   E . ,   M o hd  I .   a nd  K i m   S .   C . ,   A r t i f i c i a l   ne u r a l   ne t w o r a nd  pa r t i a l   l e a s t   s q ua r e   i p r e d i c t i ng   bl o o d   he m o g l o bi us i ng   ne a r - i nf r a r e s pe c t r um ,   I ndo ne s i a J ou r na l   of   E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng  an C om pu t e r   Sc i e nc e v o l .   16,   n o .   2 ,   pp.   7 01 - 708   I S S N :   2502 - 4752 ,   201 9.   [ 5]   O l uda r e   I .   A . ,   A m a J . ,   A bi o dun  E .   O . ,   K e m i   V .   D . ,   A buba ka r   M . ,   O ka f o r   U .   L . ,   H um a i r a   A . ,   A bdul l a h i   A .   K . ,   U s m a G .   A nd  M uh a m m a U .   K . ,   C o m pr e he n s i v e   R e v i e w   o f   A r t i f i c i a l   N e u r a l   N e t w o r A ppl i c a t i o ns   t o   P a t t e r n   R e c og ni t i o n,   I E E E ,   v o l .   7,   I S S N :   2169 - 35 36 ,   pp .   1588 20     1588 46 ,   201 9.   [ 6]   J o ko   S . ,   A n t o n   S .   P . ,   A z i z i   A .   a n B a h a r i   I . ,   " A   l i ne a r   M o d e l   B a s e d   o K a l m a n   F i l t e r   f o r   I m p r o v i ng   N e u r a l   N e t w o r C l a s s i f i c a t i o n   P e r f o r m a nc e " ,   J o u r na l   o f   E x pe r t   S y s t e m s   w i t h   A p p l i c a t i on s ,   v o l .   4 9 ,   pp .   112 1 22 ,   2 01 6 .   [ 7]   D i nda   P . ,   T a ka s hi   M .   a n H a ka r T . ,   I m pl e m e nt a t i o o f   M ul t i - F P G A   C o m m uni c a t i o us i ng   P ul s e - C o upl e P ha s e   O s c i l l a t o r s ,   I nt e r na t i o na l   C o nf e r e nc e   o A r t i f i c i a l   L i f e   a nd  R o b o t i c s   ( I C A R O B ) ,   J a 19 - 22,   P P   128 - 13 1,   S e a g a i a   C o nv e nt i o C e n t e r ,   M i y a z a ki ,   J a pa n ,   201 7.   [ 8]   N a s r i   S . ,   Z e y a A .   O . M o ha m m a d   H .   M . ,   a nd   M o hd  N .   H .   D e s i g n   a nd  I m pl e m e n t a t i o o f   F P G A - B a s e S y s t e m s   - A   R e v i e w ,   J ou r na l   of   A u s t r a l i an  J ou r na l   of   B a s i c   a nd   A pp l i e d   Sc i e nc e s , v o l .   3,   n o .   4,   2 009 .   [ 9]   A .   M ut hu r a m a l i ng a m ,   S .   H i m a v a t h i   a n E .   S r i ni v a s a n ,   N e u r a l   N e t w o r I m pl e m e nt a t i o U s i ng   F P G A :   I s s ue s   a n A ppl i c a t i o n” ,   I nt e r na t i ona l   J o ur n al   o f   E l e c t r i c a l ,   C om pu t e r ,   E ne r ge t i c ,   E l e c t r on i c   a nd  C om m un i c at i on   E ngi ne e r i n g ,   v o l .   2,   n o . 12 ,   200 8.   [ 1 0 ]   K m   M .   a n d   A .   K .   G a u t a m , A r t i f i c i a l   N e u r a l   N e t w o r k   a r c h i t e c t u r e   a n d   h a r d w a r e   C h i p   I m p l e m e n t a t i o n   u s i n g   V H D L ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   A d v a n c e   R e s e a r c h ,   I d e a s   a n d   I n n o v a t i o n s   i n   T e c h n o l o g y ,   v o l .   5 ,   n o .   3 ,   p p .   1 2 4 5 ,   2 0 1 9 .   [ 11]   J .   S t e c ke r t   a nd  A .   S ko c z e n,   D e s i g o f   F P G A - ba s e r a d i a t i o t o l e r a n t   q ue nc de t e c t o r s   f o r   L H C ,   J our na l   of   I ns t r um e n t at i on ,   v o l .   1 2 ,   20 17 .   [ 12]   J   M   V i l a r dy L e i ne r   B a r b a   J . C   O   T o r r e s ,   D e s i g a nd   i m p l e m e nt a t i o i V H D L   c o de   o f   t he   di s c r e t e   c o s i ne   t r a ns f o r m   o v e r   f i n i t e   f i e l ds   f o r   s y m m e t r i c   c o nvo l ut i o o pe r a t i o n” ,   J our na l   of   P hy s i c s ,   v o l .   1 2,   n o .   19 ,   2019 .   [ 1 3 ]   M o h a m m e d   Y .   H . ,   a n d   A h m e d   A .   M . ,   A   S p i k i n g   N e u r a l   N e t w o r k   C o n t r o l l e r   D e s i g n   w i t h   V H D L   B a s e d   o n   S S O   A l g o r i t h m   f o r   I n v e r t e d   P e n d u l u m ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   E n g i n e e r i n g   S c i e n c e   a n d   C o m p u t i n g ,   v o l .   9 ,   n o . 1 ,   2 0 1 9 .   [ 14]   P i e r r e   B .   a nd  R o m a V . ,   T he   c a pa c i t y   of   f e e f o r w a r ne ur a l   ne t w o r k s ,   J ou r na l   of   N e ur al   N e t w or k s   v o l .   116 ,   pp.   2 88 - 311 ,   2019 .   [ 15]   G r z e g o r z   D . ,   D a t a - D r i v e R a n do m i z e L e a r n i ng   o f   F e e f o r w a r N e ur a l   N e t w o r ks ,   J ou r na l   o f   C om pu t e r   Sc i e nc e ,   A ug us t ,   201 9.   [ 16]   L e a ndr o   D .   M . ,   T a r a s   I . ,   J o s e   V .   F .   V . ,   M a nue l   B .   M .   A nd  A l f r e do   R .   M .,   A   N ov e l   S y s t o l i c   P a r a l l e l   H a r dw a r e   A r c hi t e c t ur e   f o r   t he   F P G A   A c c e l e r a t i o o f   F e e d   f o r w a r d   N e u r a l   N e t w o r ks ,   I E E E ,   v ol .   7 ,   2019 .   [ 17]   S t e f a H . ,   G ui l l a um e   L .   a nd  G uy   W . ,   I nt e r na l   r e p r e s e n t a t i o n   dy na m i c s   a nd  g e o m e t r y   i r e c ur r e nt   ne u r a l   ne t w o r k s ,   J our na l   o f   C om pu t e r   Sc i e nc e ,   2 020 .   [ 18]   S a ng e un  K .   a n J uha n   N . ,   J o i n t   D e t e c t i o a nd  C l a s s i f i c a t i o o f   S i ng i ng   V o i c e   M e l o d y   U s i ng   C o nvo l ut i o na l   R e c ur r e nt   N e u r a l   N e t w o r k s ,   J ou r na l   o f   A pp l i e d   Sc i e nc e s ,   v o l .   9 ,   p p.   132 4,   20 19.   [ 19]   J i e   W . ,   J un  W . ,   W e F .   a nd  H o ng l i   N . ,   F i na nc i a l   T i m e   S e r i e s   P r e di c t i o U s i ng   E l m a R e c ur r e nt   R a ndo m   N e ur a l   N e t w o r ks ,   C o m put a t i o na l   I nt e l l i g e nc e   a nd   N e u r o s c i e nc e ,   pp .   14 ,   2 016.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.