6、硬件感知成本模型解析

硬件感知成本模型解析

1. 硬件感知成本概述

硬件感知成本代表了传感嵌入式管道的系统级能耗，它综合考虑了传感与信号处理、数字特征提取与推理以及运行时调优所产生的能耗。该指标可根据目标可扩展硬件的特性进行定制。

设 M 为一个概率模型，它对从传感器接口集合 S 中提取的变量 F 进行联合概率分布编码。硬件感知成本的定义如下：
[CHA(M, S, F) = \sum_{S \in S} CSI(S, FS) + CM(M) + CT(M, S, F)]
其中：
- (CSI) 为传感器接口和特征提取成本，(FS) 是从传感器 S 中提取的特征子集。
- (CM) 为推理成本，与在模型 M 上执行机器学习任务相关。
- (CT) 为动态调优块的成本，用于运行时策略。

传感器接口成本进一步定义为：
[CSI(S, FS) = CS(S) + \sum_{FS \in FS} CF(FS)]
其中：
- (CS) 描述了传感器 S 及其混合信号前端所产生的成本。
- (CF) 为在数字域中提取特征集 (FS \subseteq F) 的成本。

需要注意的是，如果某个传感器的特征未被使用，则可将其关闭，相应的 (CS) 成本也会被去除。同样，动态调优策略的成本 (CT) 仅在运行时部署该策略时才会被计算。

2. 传感成本

传感成本 (CS) 由所使用的传感器类型及其前端特性决定。传入的传感信号首先经过一系列模拟电路（如放大器和滤波器）处理，这些电路对噪声的容忍度可以进行调整。随后，信号通过 ADC 进行离散化，以便在数字域中进行后续处理。