Increasing complexity and data-generation rates in cyber-physical systems and the industrial Internet of things are calling for a corresponding increase in AI capabilities at the resource-constrained edges of the Internet. Meanwhile, the resource requirements of digital computing and deep learning are growing exponentially, in an unsustainable manner. One possible way to bridge this gap is the adoption of resource-efficient brain-inspired "neuromorphic" processing and sensing devices, which use event-driven, asynchronous, dynamic neurosynaptic elements with colocated memory for distributed processing and machine learning. However, since neuromorphic systems are fundamentally different from conventional von Neumann computers and clock-driven sensor systems, several challenges are posed to large-scale adoption and integration of neuromorphic devices into the existing distributed digital-computational infrastructure. Here, we describe the current landscape of neuromorphic computing, focusing on characteristics that pose integration challenges. Based on this analysis, we propose a microservice-based framework for neuromorphic systems integration, consisting of a neuromorphic-system proxy, which provides virtualization and communication capabilities required in distributed systems of systems, in combination with a declarative programming approach offering engineering-process abstraction. We also present concepts that could serve as a basis for the realization of this framework, and identify directions for further research required to enable large-scale system integration of neuromorphic devices.


翻译:然而,由于神经形态系统与传统的冯纽曼计算机和时钟驱动传感器系统有着根本的不同,大规模采用神经形态装置并将神经形态装置纳入现有的分布式数字化基础设施的工作面临若干挑战。在这里,我们描述了神经形态计算的现状,侧重于构成整合挑战的特征。根据这项分析,我们提议一个基于神经形态系统整合的微观服务框架,其中包括神经形态系统代理,提供分布式系统所需的虚拟化和通信能力,同时结合一项解释性系统化的系统化概念,提供实现系统化所需的大规模系统化发展方向。

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