ادغام تکنیک حذف تصادفی با شبکههای عصبی عمیق بازگشتی برای مدلسازی رفتار گذرا در مدار حلقه قفل فاز دیجیتال برای در محدوده فرکانسی 1 گیگا هرتز

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی برق، دانشگاه یزد، یزد، ایران

2 بخش هوش مصنوعی، دانشکده مهندسی کامپیوتر، دانشگاه یزد، یزد، ایران

چکیده

در این مقاله به بررسی و مدلسازی رفتار گذرای مدار بازیابی کلاک قفلکننده فاز دیجیتال با استفاده از شبکههای عصبی مصنوعی پرداخته میشود. در این تحقیق، مدلسازی مدار با بهرهگیری از شبکه عصبی بازگشتی عمیق صورت گرفته که با چالشهایی نظیر بیشبرازش مواجه بوده است. این مشکل، به کاهش دقت پیشبینیهای مدل و عدم تطابق با دادههای واقعی منجر شده است. برای رفع این مشکل، از تکنیک حذف تصادفی استفاده شده که با کاهش پیچیدگی مدل، عملکرد آن را بهبود بخشیده، در نتیجه، مدلی دقیقتر نسبت به شبکه عصبی بازگشتی عمیق استاندارد ارائه میشود. علاوه بر این، با بهرهگیری از واحد بازگشتی
80 درصد در مقایسه با مدل شبکه عصبی بازگشتی کاهش یافته و دقت مدل به طرز چشمگیری بهبود مییابد. / گیتدار عمیق، خطای مدل به میزان قابلتوجه 32 واحد بازگشتی گیتدار عمیق نهتنها دقت مدل را افزایش میدهد، بلکه پایداری و قابلیت تعمیمپذیری آن را نیز ارتقا میبخشد. این روش، بهویژه در مقایسه با 43 برابر سریعتر ارائه میدهد که برای کاربردهای عملی و صنعتی از اهمیت ویژهای برخوردار است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The integration of random dropout technique with deep recurrent neural networks for modeling the transient behavior of the digital phase-locked loop circuit in the 1 GHz range

نویسندگان [English]

  • Hamideh Parsaeian 1
  • Ali Moftakharzadeh 1
  • Sayed Alireza Sadrossadat 2
  • Ali Mirvakili 1
1 Department of electrical engineering, yazd university, yazd, iran
2 Department of computer engineering, Yazd university, Yazd, Iran
چکیده [English]

In this paper, we investigate and model the transient behavior of a digital phase-locked loop (DPLL) clock recovery circuit using artificial neural networks. The circuit modeling in this study is performed using a deep recurrent neural network (RNN), which faced challenges such as overfitting. This issue led to a reduction in the accuracy of the proposed model and a mismatch with real-world data. To address this problem, the dropout technique was employed, which improved the model's performance by reducing its complexity, resulting in a more accurate model compared to the standard deep recurrent neural network models. Additionally, by utilizing a deep gated recurrent unit (GRU), the model error is significantly reduced by 80.32%
compared to the Recurrent Neural Network (RNN) model, and the model's accuracy is remarkably improved. The Deep Gated Recurrent Unit not only enhances the model's accuracy but also improves its stability and generalization capability. This method, especially when compared to transistor-level models, provides a model 43.28 times faster, which is important for practical and industrial applications.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Recurrent Neural Network (RNN)
  • Digital Phase-Locked Loop (DPLL) Clock-Recovery Circuit
  • Gated Recurrent Unit (GRU)
  • Dropout technique