Aceleração de hardware em sistemas embarcados para aprendizado de máquina utilizando KNN em FPGA

Aprendizado de máquina tem se tornado uma ferramenta essencial para qualquer sistema de tomada de decisão. Devido a limitações de performance impostas por arquiteturas tradicionais que utilizam Central Processing Units (CPUs), para aplicações mais críticas, métodos de aceleração comGraphical Processing Unit (GPU) eApplication Specific Integrated Circuit (ASIC) têm sido empregados. No entanto, quando aplicadas a sistemas embarcados, estas apresentam limitações relacionadas a tamanho físico e complexidade. Para resolver estes problemas, a utilização da tecnologia Field Programmable Gate Array (FPGA) tem se mostrado promissora devido a sua grande eficiência, paralelismo real, reconfigurabilidade e flexibilidade. Diante disso, este estudo tem como objetivo, além de fazer uma revisão aprofundada da bibliografia, apresentar arquiteturas projetadas em FPGA que buscam minimizar tais limitações, maximizando a eficiência, sem perda de performance significativa e de modo a viabilizar sua utilização em sistemas embarcados. Resultados mostram ganhos em performance acima de 95% quando utilizando um hardware especialista desenvolvido em FPGA utilizando o algoritmo de aprendizado de máquina K-Nearest Neighbor (KNN).