培养符合时代需求的设计人才 —全国大学生FPGA创新设计竞赛启示录

12 月 8 日,第三届全国大学生 FPGA 创新设计竞赛颁奖典礼在南京市江北新区成功举办。来自江南大学的江南B318团队、来自东南大学的 “CCCTV10” 团队和“串串最好吃”团队获得赛灵思企业特别奖。赛灵思作为协办单位之一,第三次全程参与这项全国性大学生 FPGA 竞赛,继续为竞赛提供从产品到技术培训的全面支持。


在产品方面,赛灵思提供了从28nm到16nm的全系列产品;在培训与技术支持方面,赛灵思针对大赛开展了2场线上培训,点击量近2600,并分别在5个不同城市开展线下培训,包括重庆、哈尔滨、广州、深圳、武汉,培训内容除了FPGA基础之外,还涵盖了PYNQ开源框架、HLS(高层次综合工具)、赛灵思边缘端 AI方案等最新技术。

赛灵思针对此次竞赛开展线下培训会

在12月6日至7日举行的复赛上,赛灵思大学计划合作部门技术经理刘伟面向参赛团队的带队老师举行宣讲,从赛灵思公司、Versal ACAP及Vitis统一软件平台为代表的公司重要平台,到FPGA如何助力打造灵活应变的智能世界、PYNQ框架在教育中的应用、赛灵思大学计划,进行了详尽的介绍。

在刘伟看来,竞赛不仅为广大学生提供了同台竞技和交流的机会,也为学校与企业提供了广泛的交流平台,对教学改革、校企深度合作有着深远的影响。赛灵思通过将前沿技术引入大赛,让同学和指导老师接触到最新技术并将其应用到实际项目,让大赛为理论教学提供实践补充,极大的提高参赛同学的创新实践能力,团队协作能力,助力培养符合时代需求的优秀人才。

虽然FPGA是集成电路产业的重要类别,但是作为一项技术密集型产业,FPGA始终受困于设计门槛高、难以取得突破的特点。2018年发布的《中国集成电路产业人才白皮书》显示,中国现有集成电路行业人才数量为40万,其中专业FPGA人才不足千人,仅为国外FPGA人才数量的十分之一。随着人工智能、便携式设备、云计算、物联网以及智能驾驶等技术快速演进,FPGA在各领域的应用迅速铺开,使得业内对FPGA人才的需求量不断提升,人才缺口巨大。

本届全国大学生FPGA创新设计竞赛历时四个月,从8月上旬发出竞赛通知及组织线上线下技术培训、9月开放报名及提交参赛设计与演示视频,到11月底进行初赛评审、12月上旬举办复赛及颁奖典礼。最终,来自江南大学的江南B318团队、来自东南大学的CCCTV10团队和串串最好吃团队获得赛灵思企业特别奖。其中,串串最好吃团队包含了来自土木工程学院的同学,他们的作品也是与土木专业相关,这也从一个侧面说明了FPGA的应用其实非常广,而且FPGA的门槛并非业界普遍认为得那么高。

企业特别奖获得团队展示

01、基于PYNQ的散射成像相机 CC Cam

—— CCCTV10 团队

本作品CC Cam基于计算光学的方法实现散射体成像,利用PYNQ-Z2制作了集标定、摄像、重建算法、人机交互于一体的小型系统。散射图像重建首先须标定点光源获取点扩散函数,获取物体的散射图像后通过FISTA算法迭代重建。本系统中,PL端利用HLS设计了重建算法中计算量最大的梯度计算的IP核,实现了计算加速的性能;PS端负责交互界面、机械臂控制、远程访问、整体迭代等功能。透过散射介质成像在云雾遥感测绘、观察生物深层组织等方面有应用前景,同时无透镜的计算光学成像对相机突破透镜尺寸和分辨率限制有着革新意义。


02、基于FPGA的类脑计算平台

—— 江南 B318 团队

本作品搭建了基于Xilinx FPGA的FPGA计算加速集群,用于对HPC benchmark中的神经元、突触的STDP算法加速。


03、智能屋盖开合系统

—— 串串最好吃 团队

开合屋盖又称为活动屋盖、移动天幕等,是一种在短时间内部分或者全部屋盖可以移动或开合的结构形式,它使得建筑物在屋顶开启和闭合两个状态下都可以使用。现代开合屋盖系统综合了建筑、结构、机械、控制等多领域的技术成果,使得建筑可以最大限度地利用自然采光、通风,创造贴近自然的敞开式运动环境,同时避免了恶劣天气对使用功能的不利影响。


一直以来,赛灵思作为中国FPGA产业的重要参与者,始终秉承与中国高校及学术圈合作共赢的理念。今年是赛灵思连续第三年作为全国大学生FPGA创新设计竞赛的协办单位之一。伴随公司由器件公司向平台公司持续转型,赛灵思希望以独特的、灵活应变的硬件及软件平台激发创新灵感、提升创新能力,培养与输送更多的软硬件复合型人才,最终助力中国FPGA产业的发展。

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