이기종 컴퓨팅을 활용한 환율 예측 뉴럴 네트워크 구현 = Implementation of Exchange Rate Forecasting Neural Network Using Heterogeneous Computing

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this paper, we implemented the exchange rate forecasting neural network using heterogeneous computing. Exchange rate forecasting requires a large amount of data. We used a neural network that could leverage this data accordingly. Neural networks are largely divided into two processes: learning and verification. Learning took advantage of the CPU. For verification, RTL written in Verilog HDL was run on FPGA. The structure of the neural network has four input neurons, four hidden neurons, and one output neuron. The input neurons used the US $ 1, Japanese 100 Yen, EU 1 Euro, and UK £ 1. The input neurons predicted a Canadian dollar value of $ 1. The order of predicting the exchange rate is input, normalization, fixed-point conversion, neural network forward, floating-point conversion, denormalization, and outputting. As a result of forecasting the exchange rate in November 2016, there was an error amount between 0.9 won and 9.13 won. If we increase the number of neurons by adding data other than the exchange rate, it is expected that more precise exchange rate prediction will be possible.

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 이기종 컴퓨팅을 활용한 환율 예측 뉴럴 네트워크를 구현했다. 환율 예측에는 많은 양의 데이터가 필요하다. 그에 따라 이러한 데이터를 활용할 수 있는 뉴럴 네트워크를 사용했다. 뉴럴 네트워크는 크게 학습과 검증의 두 과정을 거친다. 학습은 CPU를 활용했다. 검증에는 Verilog HDL로 작성된 RTL을 FPGA에서 동작 시켰다. 해당 뉴럴 네트워크의 구조는 입력 뉴런 네 개, 히든 뉴런 네 개, 출력 뉴런 한 개를 가진다. 입력 뉴런에는 미국 1달러, 일본 100엔, EU 1유로, 영국 1파운드의 원화 가치를 사용했다. 입력 뉴런들을 통해 캐나다 1달러의 원화가치를 예측 했다. 환율을 예측 하는 순서는 입력, 정규화, 고정 소수점 변환, 뉴럴 네트워크 순방향, 부동 소수점 변환, 역정규화, 출력 과정을 거친다. 2016년 11월의 환율을 예측한 결과 0.9원에서 9.13원 사이의 오차 금액이 발생했다. 환율 이외의 다른 데이터를 추가해 뉴런의 개수를 늘린다면 더 정확한 환율 예측이 가능할 것으로 예상된다.

참고문헌 (Reference)

1 "https://www.arm.com"

2 "https://www.altera.com"

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5 "http://www.hsafoundation.com/"

6 "http://infocenter.arm.com/help/topic/com.arm.doc.dui0204ik/CIHFFGJG.html"

7 "http://cs231n.github.io/"

8 Marvin Lee Minsky, "Perceptrons: an introduction to computational geometry" MIT Press 1988

9 D. E. Rumelhart, "Parallel Distrubuted Processing : Exploration in the Microstructure of Cognition" MIT Press 1986

10 Alex Krizhevsky, "ImageNet classification with deep convolutional neural networks" 2012