CHAMP：一种可配置、可热插拔的边缘架构用于自适应生物识别任务
分布式、并行与集群计算
2025-07-25 v1
摘要
如果你能够将自己的定制生物识别和AI分析系统拼装起来，像拼图积木一样呢？我们旨在将这种技术带给需要灵活、高性能边缘AI系统的现场操作员，使其能够随时调整。本文介绍了CHAMP（Configurable Hot-swappable Architecture for Machine Perception），一种模块化边缘计算平台，允许操作员动态插入专用的AI“功能 cartridge”以完成诸如人脸识别、目标跟踪和文档分析等任务。CHAMP利用低功耗FPGA加速器在高吞吐总线上，通过定制操作系统（VDiSK）实现即插即用AI管道，并通过加密手段保护生物识别数据集。本文描述了CHAMP设计，包括其与多个加速器相关的模块化扩展以及用于运行时重新配置的VDiSK操作系统，以及保持存储在模块上数据的安全与私密的加密功能。实验表明，CHAMP在1至5个神经计算加速器之间实现了近线性吞吐量扩展，凸显了基于USB3总线的性能提升和饱和限制。最后，我们讨论了CHAMP在现场生物识别、监视和灾后应急中的应用，并概述了未来在总线协议、cartridge功能和系统软件方面的改进。
引用
@article{arxiv.2507.17793,
title = {CHAMP: A Configurable, Hot-Swappable Edge Architecture for Adaptive Biometric Tasks},
author = {Joel Brogan and Matthew Yohe and David Cornett},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.17793},
year = {2025}
}