CNS Core: Small: Enabling Real-time, Scalable and Secure Collaborative Intelligence on the Edge
CNS 核心:小型:在边缘实现实时、可扩展且安全的协作智能
基本信息
- 批准号:2140346
- 负责人:
- 金额:$ 49.99万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2022
- 资助国家:美国
- 起止时间:2022-01-01 至 2024-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
With the proliferation of embedded systems, multicore computing devices enable the recent trend of moving computation from the centralized cloud to distributed edge platforms. This trend yields new products and services across smart infrastructures in smart cities. However, as real-time workloads are executed at the edge computing platforms, the performance bottleneck is transferred from the edge-cloud communication to on-chip communication. The system’s real-time performance faces new system-architectural challenges for the Network-On-Chip (NoC), which are scalability and security. These challenges are hinged with dynamic data distributions across different users. This project aims to design a real-time and scalable NoC for implementing real-time collaborative learning algorithms. The key strategy is to orchestrate a system-architecture and algorithm co-design to explore the new design space on the edge computing platform.To cope with the research challenges, a comprehensive architecture will be developed to address these multifaceted problems through a hardware and software co-design, which consists of three key thrusts: (i) designing an interconnect, which will eliminate non-predictability barrier on the NoC; (ii) establishing a scalable virtualized transaction environment for the collaborative learning system to guarantee that all the real-time transaction tasks can complete at the right time; (iii) implementing a real-time and secure multi-target tracking system on the edge platform in light of the newly proposed architecture. The proposed research will be evaluated using the physical platform Equinox, with indoor and outdoor studies beyond simulation.This research will open a new dimension of research and educational opportunities. In particular, the success of the project will provide a hardware/software package that can enhance the real-time collaborative computing on the edge. The resulted interconnect and Equinox are ready-to-use platforms that will allow experts/researchers to easily examine their research designs regarding collaborative learning and real-time edge computing, thereby sealing the gap between different research fields. Educational efforts will be devoted to (i) curriculum design for the undergraduate and graduate program, (ii) summer camp development for middle and high school students, and teachers, (iii) broadening participation in computing and engineering, at the Wayne State University.The data, codes, simulators, and platforms developed in this project will be made available publicly throughout the duration of the project and for at least five years after the end of the project. The project repository will be available on Wayne State University website (http://zheng.eng.wayne.edu/index.html) and the website of the CAR Lab (https://www.thecarlab.org/.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
随着嵌入式系统的普及,多核计算设备实现了将计算从集中式云转移到分布式边缘平台的最新趋势。这一趋势在智慧城市的智能基础设施中产生了新的产品和服务。然而,随着实时工作负载在边缘计算平台上执行,性能瓶颈从边缘云通信转移到片上通信。该系统的实时性对片上网络(NoC)系统架构提出了新的挑战,即可扩展性和安全性。这些挑战与不同用户之间的动态数据分布有关。该项目旨在设计一个实时和可扩展的NoC,用于实现实时协作学习算法。关键策略是协调系统架构和算法协同设计,以探索边缘计算平台上的新设计空间。为了应对研究挑战,将开发一个全面的架构,通过硬件和软件协同设计来解决这些多方面的问题,其中包括三个关键要点:(i)设计一个互连,这将消除NoC上的不可预测性障碍;(ii)为协同学习系统建立可扩展的虚拟交易环境,保证所有实时交易任务都能在合适的时间完成;(iii)根据新提出的架构,在边缘平台上实施实时和安全的多目标跟踪系统。拟议的研究将使用Equinox物理平台进行评估,室内和室外研究将超越模拟。这项研究将打开一个新的研究和教育机会的维度。特别是,该项目的成功将提供一个硬件/软件包,可以增强边缘的实时协作计算。由此产生的interconnect和Equinox是现成的平台,可以让专家/研究人员轻松检查他们关于协作学习和实时边缘计算的研究设计,从而缩小不同研究领域之间的差距。教育方面的努力将致力于(i)本科和研究生课程的课程设计,(ii)初高中学生和教师的夏令营开发,(iii)在韦恩州立大学扩大对计算机和工程的参与。本项目中开发的数据、代码、模拟器和平台将在整个项目期间以及项目结束后至少五年内公开提供。项目存储库将在韦恩州立大学网站(http://zheng.eng.wayne.edu/index.html)和CAR实验室网站(https://www.thecarlab.org/.This)上提供,该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的智力价值和更广泛的影响审查标准进行评估,认为值得支持。
项目成果
期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
BlueScale: a scalable memory architecture for predictable real-time computing on highly integrated SoCs
BlueScale:可扩展内存架构,用于在高度集成的 SoC 上进行可预测的实时计算
- DOI:10.1145/3489517.3530612
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Jiang, Zhe;Yang, Kecheng;Audsley, Neil;Fisher, Nathan;Shi, Weisong;Dong, Zheng
- 通讯作者:Dong, Zheng
AXI-IC^{RT}: Towards a Real-Time AXI-Interconnect for Highly Integrated SoCs
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- DOI:10.1109/tc.2022.3179227
- 发表时间:2023
- 期刊:
- 影响因子:3.7
- 作者:Jiang, Zhe;Yang, Kecheng;Fisher, Nathan;Gray, Ian;Audsley, Neil;Dong, Zheng
- 通讯作者:Dong, Zheng
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- DOI:10.1109/rtss55097.2022.00034
- 发表时间:2022-12
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Liangkai Liu;Zheng-hong Dong;Yanzhi Wang;Weisong Shi
- 通讯作者:Liangkai Liu;Zheng-hong Dong;Yanzhi Wang;Weisong Shi
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- 发表时间:2023-01
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- 作者:Zhe Jiang;Kecheng Yang;Yunfeng Ma;N. Fisher;N. Audsley;Zheng Dong
- 通讯作者:Zhe Jiang;Kecheng Yang;Yunfeng Ma;N. Fisher;N. Audsley;Zheng Dong
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- 发表时间:2022-07
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Zhe Jiang;Kecheng Yang;N. Fisher;N. Audsley;Zheng Dong
- 通讯作者:Zhe Jiang;Kecheng Yang;N. Fisher;N. Audsley;Zheng Dong
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