A Domain-Specific System-On-Chip Design for Energy Efficient Wearable Edge AI Applications
A Domain-Specific System-On-Chip Design for Energy Efficient Wearable Edge AI Applications
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适用于节能可穿戴边缘人工智能应用的特定领域片上系统设计
DOI：
10.1145/3531437.3539711
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发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Ogras, Umit
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Tuncel, Yigit;Krishnakumar, Anish;Chithra, Aishwarya Lekshmi;Kim, Younghyun;Ogras, Umit
基于人工智能（AI）的可穿戴应用程序收集和处理大量的流式传感器数据。将原始数据传输到云处理器浪费了稀缺的能源，并威胁到用户隐私。可穿戴边缘AI设备应该理想地平衡两个相互竞争的要求：（1）使用目标硬件加速器最大限度地提高能效，以及（2）使用通用内核提供多功能性以支持任意应用程序。为此，我们提出了一种开源的特定领域可编程片上系统（SoC），它将RISC-V内核与一组针对可穿戴应用的精心确定的加速器相结合。我们应用所提出的设计方法来设计一个FPGA原型和六个真实的用例，以证明所提出的SoC的有效性。彻底的实验评估表明，所提出的SoC提供高达9.1倍的执行速度和高达8.9倍的能源效率比在FPGA中的软件实现，同时保持可编程性。
Artificial intelligence (AI) based wearable applications collect and process a significant amount of streaming sensor data. Transmitting the raw data to cloud processors wastes scarce energy and threatens user privacy. Wearable edge AI devices should ideally balance two competing requirements: (1) maximizing the energy efficiency using targeted hardware accelerators and (2) providing versatility using general-purpose cores to support arbitrary applications. To this end, we present an open-source domain-specific programmable system-on-chip (SoC) that combines a RISC-V core with a meticulously determined set of accelerators targeting wearable applications. We apply the proposed design method to design an FPGA prototype and six real-life use cases to demonstrate the efficacy of the proposed SoC. Thorough experimental evaluations show that the proposed SoC provides up to 9.1 × faster execution and up to 8.9 × higher energy efficiency than software implementations in FPGA while maintaining programmability.
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影响因子：
2
作者：
Bhat, Ganapati;Deb, Ranadeep;Ogras, Umit Y.
通讯作者：
Ogras, Umit Y.
DOI：
10.1145/3424669
发表时间：
2019-12
期刊：
ACM Transactions on Architecture and Code Optimization (TACO)
影响因子：
--
作者：
S. Xi;Yuan Yao;K. Bhardwaj;P. Whatmough;Gu-Yeon Wei;D. Brooks
通讯作者：
S. Xi;Yuan Yao;K. Bhardwaj;P. Whatmough;Gu-Yeon Wei;D. Brooks
我们每天可以为可穿戴应用收集多少能量？
DOI：
10.1109/islped52811.2021.9502507
发表时间：
2021
期刊：
IEEE/ACM International Symposium on Low Power Electronics and Design (ISLPED
影响因子：
--
作者：
Tuncel, Yigit;Basaklar, Toygun;Ogras, Umit
通讯作者：
Ogras, Umit
用于微创耳后脑电图和诱发电位的可穿戴设备
DOI：
10.1109/biocas.2018.8584814
发表时间：
2018
期刊：
2018 IEEE Biomedical Circuits and Systems Conference (BioCAS)
影响因子：
--
作者：
M. Guermandi;Simone Benatti;Victor Javier Kartsch Morinigo;Luca Bertini
通讯作者：
Luca Bertini
DOI：
10.3390/s20185356
发表时间：
2020-09-18
期刊：
Sensors (Basel, Switzerland)
影响因子：
--
作者：
Bhat G;Tran N;Shill H;Ogras UY
通讯作者：
Ogras UY