11月30日，由中國電子教育學(xué)會(huì)主辦，東南大學(xué)和南京江北新區(qū)管理委員會(huì)共同承辦的“第八屆全國大學(xué)生嵌入式芯片與系統(tǒng)設(shè)計(jì)競賽-FPGA創(chuàng)新設(shè)計(jì)賽道”決賽在南京圓滿落幕！紫光同創(chuàng)杯賽再次斬獲佳績！

近期，小眼睛科技對(duì)部分獲獎(jiǎng)作品進(jìn)行了專訪，將陸續(xù)為大家推出優(yōu)秀作品展。讓我們一起走進(jìn)獲獎(jiǎng)隊(duì)伍的臺(tái)前幕后，看看他們是如何過五關(guān)、斬六將，從全國3900+支隊(duì)伍中脫穎而出，一路沖刺到全國總決賽，斬獲殊榮！本篇將對(duì)2025嵌入式競賽全國總決賽一等獎(jiǎng)的獲獎(jiǎng)作品（部分，排名不分先后）進(jìn)行專訪。

福州大學(xué)摸魚不如搞實(shí)驗(yàn)隊(duì)

2025嵌入式競賽全國總決賽一等獎(jiǎng)

獲獎(jiǎng)作品：《基于紫光同創(chuàng)FPGA的智能信號(hào)分析與測試系統(tǒng)》

獲獎(jiǎng)隊(duì)伍：福州大學(xué)-46054-摸魚不如搞實(shí)驗(yàn)隊(duì)

作品評(píng)語：團(tuán)隊(duì)基于國產(chǎn)FPGA平臺(tái)，摒棄傳統(tǒng)算力堆砌，創(chuàng)新性地利用純邏輯資源構(gòu)建SNN脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，在零DSP消耗下實(shí)現(xiàn)了邊緣端波形的毫秒級(jí)智能識(shí)別，深刻詮釋了“架構(gòu)效能”的設(shè)計(jì)理念。結(jié)合自適應(yīng)微弱信號(hào)捕獲與全硬件并行流水線，系統(tǒng)成功在有限資源下實(shí)現(xiàn)了從“精準(zhǔn)感知”到“智能認(rèn)知”的跨越。

01 作品簡介

本系統(tǒng)基于紫光同創(chuàng)FPGA開發(fā)板（Logos2系列）設(shè)計(jì)，外接小眼睛科技官方配套的國產(chǎn)ADC模塊、藍(lán)牙模塊和自主設(shè)計(jì)的模擬前端等進(jìn)行擴(kuò)展。以“設(shè)計(jì)重塑硬件價(jià)值”為理念，通過軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)構(gòu)建了一套以國產(chǎn)芯片為核心，集采集、分析、診斷于一體的智能信號(hào)分析系統(tǒng)。

在FPGA端，采用全硬件并行流水線架構(gòu)，完成了信號(hào)接收、存儲(chǔ)、處理和傳輸?shù)牧鞒獭Ｊ紫葘?duì)ADC采集的高速數(shù)據(jù)流進(jìn)行二次采樣、去直流及Blackman加窗等時(shí)域預(yù)處理。然后，利用FPGA片內(nèi)DSP資源調(diào)用2048點(diǎn)FFT IP核，實(shí)現(xiàn)了高刷新率的頻譜分析、頻率跟蹤及總諧波失真（THD）等的實(shí)時(shí)計(jì)算。時(shí)域信號(hào)同時(shí)直接用于信號(hào)分類，通過創(chuàng)新性地部署了輕量級(jí)脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（SNN）硬件加速器，使用純邏輯電路構(gòu)建LIF神經(jīng)元模型，摒棄了傳統(tǒng)乘法運(yùn)算，僅需單個(gè)信號(hào)周期即可完成正弦波、方波、三角波及鋸齒波的毫秒級(jí)實(shí)時(shí)推理與分類。

在模擬前端設(shè)計(jì)中，采用可編程增益放大器對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行放大，配合FPGA上實(shí)現(xiàn)的動(dòng)態(tài)閾值遲滯比較算法，實(shí)現(xiàn)了寬動(dòng)態(tài)范圍信號(hào)的自適應(yīng)捕獲。

在數(shù)據(jù)交互與輸出設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)緩存管理與多模態(tài)顯示接口。本地通過SPI接口驅(qū)動(dòng)屏幕實(shí)時(shí)刷新波形與參數(shù)；遠(yuǎn)程通過UART控制器對(duì)接藍(lán)牙模塊，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)幀的打包無線透傳。系統(tǒng)內(nèi)部集成了自動(dòng)測試判定邏輯，可根據(jù)設(shè)定閾值直接驅(qū)動(dòng)LED報(bào)警，實(shí)現(xiàn)無人值守監(jiān)測。

在上位機(jī)設(shè)計(jì)中，上位機(jī)程序可視化使用Python語言開發(fā)，利用PyQtGraph庫實(shí)現(xiàn)了低延遲、高幀率的動(dòng)態(tài)頻譜繪制。軟件通過虛擬串口接收藍(lán)牙數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)解析并顯示幅值、頻率及AI波形識(shí)別結(jié)果，并提供反向控制接口，允許用戶遠(yuǎn)程下發(fā)閾值配置指令，實(shí)現(xiàn)了“人機(jī)分離”的閉環(huán)控制。

02 隊(duì)伍介紹

指導(dǎo)老師：

王法翔，講師，福州大學(xué)物理與信息工程學(xué)院

張昂，高級(jí)實(shí)驗(yàn)師，福州大學(xué)物理與信息工程學(xué)院

隊(duì)員1：虞軼杰

福州大學(xué)物理與信息工程學(xué)院本科生

隊(duì)員2：吳宇軒

福州大學(xué)物理與信息工程學(xué)院本科生

隊(duì)員3：林佳焌

福州大學(xué)梅努斯國際工程學(xué)院本科生

團(tuán)隊(duì)專訪

可以介紹一下為何在眾多賽道中選擇紫光同創(chuàng)杯賽嗎？

我們選擇紫光同創(chuàng)賽道，不僅是出于對(duì)國產(chǎn)FPGA的支持，更是在當(dāng)前國外技術(shù)封鎖嚴(yán)峻的大背景下，對(duì)實(shí)現(xiàn)技術(shù)自主可控的一種積極回應(yīng)。我們深知，過度依賴高端進(jìn)口芯片無法帶來真正的安全。Deepseek的成功證明了通過優(yōu)秀的架構(gòu)設(shè)計(jì)也能突破算力瓶頸。因此，我們希望挑戰(zhàn)在有限的硬件條件下，通過有效的軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)來挖掘國產(chǎn)芯片的潛能。紫光同創(chuàng)提供的Logos2系列芯片擁有豐富的邏輯資源和DSP資源，能夠支持我們構(gòu)建全硬件并行處理系統(tǒng)。此外，紫光同創(chuàng)完善的開發(fā)環(huán)境和IP核支持，也為我們攻克復(fù)雜的信號(hào)處理算法提供了堅(jiān)實(shí)的底層保障。我們希望通過實(shí)踐證明，國產(chǎn)平臺(tái)也能具備高端儀器的“認(rèn)知”能力，這正是我們選擇該賽道的初衷。

參加本次紫光同創(chuàng)杯賽有什么樣的收獲和體會(huì)呢？

這次比賽對(duì)我們來說是一次從理論到實(shí)踐的深度磨礪，收獲頗豐。技術(shù)層面上，我們挑戰(zhàn)了將脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（SNN）部署在FPGA上。從零開始學(xué)習(xí)LIF神經(jīng)元模型，到將其“翻譯”為Verilog代碼，我們成功實(shí)現(xiàn)了輕量級(jí)、低功耗的AI信號(hào)分類，深刻體會(huì)到FPGA將軟件算法的“慢”轉(zhuǎn)化為硬件執(zhí)行的“快”的獨(dú)特魅力。

當(dāng)然，比賽過程也充滿挑戰(zhàn)，從調(diào)試ADC驅(qū)動(dòng)時(shí)的反復(fù)抓包，到設(shè)計(jì)FIFO解決跨時(shí)鐘域數(shù)據(jù)流匹配，再到利用過零檢測實(shí)現(xiàn)高精度相位差計(jì)算，每一個(gè)難關(guān)的攻克都極大提升了我們的硬件調(diào)試與系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力。

特別感謝紫光同創(chuàng)和小眼睛科技提供的先進(jìn)FPGA平臺(tái)與競賽機(jī)會(huì)，為我們的系統(tǒng)功能開發(fā)提供了堅(jiān)實(shí)的硬件保障。正是這些優(yōu)秀的國產(chǎn)軟硬件生態(tài)支持，讓我們能夠順利完成從“感知”到“認(rèn)知”的系統(tǒng)構(gòu)建，這必將成為我們未來工作中的寶貴財(cái)富。

對(duì)于未來有什么新的期待嗎？

基于目前的成果，我們計(jì)劃擴(kuò)展SNN網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，嘗試識(shí)別AM、FM、QPSK等更復(fù)雜的調(diào)制信號(hào)，甚至探索異常信號(hào)監(jiān)測。在硬件上，我們希望能適配更高位數(shù)和采樣率的ADC，提升系統(tǒng)的帶寬與精度，使其適應(yīng)更嚴(yán)苛的工業(yè)場景。

另外，我們也期待像紫光同創(chuàng)這樣的領(lǐng)軍企業(yè)能持續(xù)推出更多元化、高性能的FPGA產(chǎn)品，同時(shí)帶動(dòng)軟硬件開發(fā)生態(tài)的共同繁榮。只有構(gòu)建起一個(gè)從底層芯片、中間件到上層應(yīng)用完全自主可控的強(qiáng)健生態(tài)，我們才能真正打破技術(shù)壁壘，讓國產(chǎn)芯片在高端工業(yè)與AI領(lǐng)域占據(jù)一席之地。

電子科技大學(xué)奶龍粉絲團(tuán)

2025嵌入式競賽全國總決賽一等獎(jiǎng)

獲獎(jiǎng)作品：《基于FPGA的智能信號(hào)分析與測試系統(tǒng)》

獲獎(jiǎng)隊(duì)伍：電子科技大學(xué)-48470-奶龍粉絲團(tuán)

01 隊(duì)伍介紹

指導(dǎo)老師：王憶文

參賽隊(duì)員：王俁璇 王竣禾 蘇思遠(yuǎn)

02 團(tuán)隊(duì)專訪

參加本次紫光同創(chuàng)杯賽有什么樣的收獲和體會(huì)呢？

我們的項(xiàng)目是基于FPGA的智能信號(hào)分析與測試系統(tǒng)。該系統(tǒng)充分利用紫光同創(chuàng)板卡的強(qiáng)大硬件資源與高可編程性，搭建了基于開源RISC-V軟核SoC架構(gòu)，并創(chuàng)新性地集成了數(shù)字鎖相放大器與MLP加速器，實(shí)現(xiàn)了軟硬件結(jié)合的設(shè)計(jì)。

在功能上，它不僅具備最大/最小值、頻率、FFT等全面的基礎(chǔ)與擴(kuò)展測量參數(shù)，還通過數(shù)字鎖相放大技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)微伏級(jí)小信號(hào)的精準(zhǔn)檢測；更具創(chuàng)新性的是，我們利用MLP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了AI輔助診斷功能，能夠迅速且高準(zhǔn)確率地識(shí)別四種波形。此外，系統(tǒng)還支持藍(lán)牙遠(yuǎn)程控制與自動(dòng)化測試，極大地提升用戶體驗(yàn)與系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。最終，我們構(gòu)建出了一個(gè)功能全面、精度高、具備智能輔助能力的信號(hào)分析平臺(tái)。

在導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)下，我們經(jīng)歷了兩個(gè)多月的緊張開發(fā)、調(diào)試與優(yōu)化。在這個(gè)過程中，我們不僅深入掌握了FPGA硬件設(shè)計(jì)、SoC架構(gòu)搭建以及信號(hào)處理等前沿技術(shù)，如數(shù)字鎖相、實(shí)時(shí)FFT等，還鍛煉了將AI融入嵌入式系統(tǒng)的軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)能力。

感謝本次大賽組委會(huì)、感謝紫光同創(chuàng)及小眼睛科技團(tuán)隊(duì)為我們提供了寶貴的學(xué)習(xí)交流與實(shí)踐平臺(tái)，讓我們有機(jī)會(huì)接觸到最新的技術(shù)，并將課內(nèi)所學(xué)融會(huì)貫通，完成了這個(gè)具有挑戰(zhàn)性的項(xiàng)目。我們相信，這次大賽的經(jīng)歷對(duì)于團(tuán)隊(duì)的每一位成員來說，都是一次難得的磨礪與值得珍藏的寶貴財(cái)富！

福州大學(xué)超燃耀！

2025嵌入式競賽全國總決賽一等獎(jiǎng)

獲獎(jiǎng)作品：《基于ARM+FPGA的智能病變識(shí)別系統(tǒng)》

獲獎(jiǎng)隊(duì)伍：福州大學(xué)-43954-超燃耀！

01 隊(duì)伍介紹

指導(dǎo)老師：林志堅(jiān)

參賽隊(duì)員：胡景超 李浩燃 洪培耀

02 團(tuán)隊(duì)專訪

參加本次紫光同創(chuàng)杯賽有什么樣的收獲和體會(huì)呢？

參與 2025 年全國 FPGA 創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽，對(duì)我們團(tuán)隊(duì)來說是段超有收獲的經(jīng)歷。我們瞄準(zhǔn)基層醫(yī)院缺專業(yè)診斷資源、人工閱片效率低的問題，用紫光同創(chuàng)開發(fā)板做了 “ARM+FPGA” 架構(gòu)的智能病變識(shí)別系統(tǒng)。三人分工協(xié)作，平衡FPGA 圖像預(yù)處理、 ARM 端模型部署、識(shí)別模型優(yōu)化三者工作量，遇到數(shù)據(jù)傳輸、格式適配這些難題，就一起討論調(diào)試，慢慢打通了 “采集 - 預(yù)處理 - 推理 - 顯示” 全流程。

這次比賽讓我們把專業(yè)知識(shí)真正用到了實(shí)際場景中，學(xué)會(huì)了在性能和實(shí)用之間找平衡，也懂了技術(shù)得貼合需求才有用。這段經(jīng)歷不僅提升了我們的技術(shù)和協(xié)作能力，更讓我們明白，用技術(shù)幫基層解決實(shí)際問題，才是最有意義的創(chuàng)新。

西安電子科技大學(xué) BHZ隊(duì)

2025嵌入式競賽全國總決賽一等獎(jiǎng)

獲獎(jiǎng)作品：《FPGA信號(hào)分析儀》

獲獎(jiǎng)隊(duì)伍：西安電子科技大學(xué)-44172-BHZ隊(duì)

01 隊(duì)伍介紹

指導(dǎo)老師：王新懷 徐茵

參賽隊(duì)員：白潤輝 黃嘉怡 張鵬舉

02 團(tuán)隊(duì)專訪

參加本次紫光同創(chuàng)杯賽有什么樣的收獲和體會(huì)呢？

很高興在本次比賽中使用紫光同創(chuàng)PG2L100H FPGA完成高性能信號(hào)分析系統(tǒng)的開發(fā)。在系統(tǒng)集成過程中，我們曾面臨時(shí)序違例、噪聲抑制、多模塊協(xié)同等挑戰(zhàn)，通過深入優(yōu)化時(shí)序約束與架構(gòu)設(shè)計(jì)，最終實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)在85MSPS采樣率下的穩(wěn)定運(yùn)行。

本次實(shí)踐讓我們對(duì)FPGA的時(shí)序設(shè)計(jì)、硬件協(xié)同與系統(tǒng)調(diào)試有了更深刻的理解，也積累了從算法仿真到工程實(shí)現(xiàn)的完整經(jīng)驗(yàn)。感謝紫光同創(chuàng)提供的平臺(tái)與支持，我們將在嵌入式信號(hào)處理領(lǐng)域繼續(xù)探索，不斷提升技術(shù)水平。

西安電子科技大學(xué) 是深藏BLUE隊(duì)

2025嵌入式競賽全國總決賽一等獎(jiǎng)

獲獎(jiǎng)作品：《匠領(lǐng)智檢——信號(hào)分析測試系統(tǒng)》

獲獎(jiǎng)隊(duì)伍：西安電子科技大學(xué)-43530-是深藏BLUE隊(duì)

01 隊(duì)伍介紹

參賽隊(duì)員：陳慧 吳言磊 謝小凡

02 團(tuán)隊(duì)專訪

參加本次紫光同創(chuàng)杯賽有什么樣的收獲和體會(huì)呢？

本次我們團(tuán)隊(duì)的參賽作品，是一款以紫光同創(chuàng) PG2L100H-6FBG676 為核心的高精度智能信號(hào)處理系統(tǒng)。在僅兩個(gè)月的緊湊研發(fā)周期中，我們完成了從一知半解到熟練駕馭、從一頭霧水到思路清晰的蛻變，而這背后，是一場場與技術(shù)難題的正面攻堅(jiān)。

研發(fā)初期，資源緊張的困境曾讓我們寸步難行。為了在芯片有限的邏輯單元與存儲(chǔ)資源中，兼容系統(tǒng)所需的多項(xiàng)核心功能，我們反復(fù)打磨代碼結(jié)構(gòu)、優(yōu)化算法邏輯，甚至對(duì)部分關(guān)鍵模塊進(jìn)行徹底重構(gòu)，在”取舍“與”精進(jìn)“中找到功能與資源的平衡。還有，快速數(shù)字鎖相放大、調(diào)制參數(shù)計(jì)算、6類波形智能識(shí)別等都沒有現(xiàn)成經(jīng)驗(yàn)可循，我們只能在一次次試錯(cuò)中積累數(shù)據(jù)、調(diào)整方案。無數(shù)個(gè)通宵達(dá)旦的夜晚，我們在調(diào)試、仿真、驗(yàn)證的循環(huán)中反復(fù)摸索，只為攻克一個(gè)又一個(gè)技術(shù)卡點(diǎn)。

最終測試中，系統(tǒng)成功實(shí)現(xiàn) 1Hz-50MHz 的寬頻捕獲，達(dá)成 1mV 的幅度分辨率與 0.02 度的相位差測量精度，100uV微弱信號(hào)測量，各項(xiàng)指標(biāo)均圓滿滿足設(shè)計(jì)要求。那一刻，一切都值得！

這次參賽不僅讓我們將課堂所學(xué)的理論知識(shí)，成功轉(zhuǎn)化為兼具工程實(shí)用性的產(chǎn)品，更讓我們真切見證了國產(chǎn)化FPGA在高精度信號(hào)處理領(lǐng)域的巨大潛力。未來，中國“芯青年”們必定在科技自立自強(qiáng)的道路上穩(wěn)步前行，用創(chuàng)新與堅(jiān)守，回應(yīng)時(shí)代賦予的使命與擔(dān)當(dāng)。

陜西科技大學(xué) 深藏blue

2025嵌入式競賽全國總決賽一等獎(jiǎng)

獲獎(jiǎng)作品：《FPGA智能信號(hào)分析儀》

獲獎(jiǎng)隊(duì)伍：陜西科技大學(xué)-46157-深藏blue

01 隊(duì)伍介紹

指導(dǎo)老師：張俊濤 任興榮

參賽隊(duì)員：吉宸希 雷程博 張樂琪

02 團(tuán)隊(duì)專訪

參加本次紫光同創(chuàng)杯賽有什么樣的收獲和體會(huì)呢？

在本次競賽中，我們能勇奪全國一等獎(jiǎng)，離不開團(tuán)隊(duì)每一位成員的熬夜攻關(guān)、通力協(xié)作，也離不開指導(dǎo)老師們的全程陪伴、精準(zhǔn)指引。感謝賽事主辦方與紫光為我們創(chuàng)造了這個(gè)錘煉本領(lǐng)、展示風(fēng)采的寶貴機(jī)會(huì)，感謝小眼睛科技提供的技術(shù)支持與答疑，讓我們順利攻克諸多技術(shù)難關(guān)，交出了一份滿意的答卷。

深圳技術(shù)大學(xué)我是紫光小姐的狗

2025嵌入式競賽全國總決賽一等獎(jiǎng)

獲獎(jiǎng)作品：《紫芯智駕》

獲獎(jiǎng)隊(duì)伍：深圳技術(shù)大學(xué)-我是紫光小姐的狗

01 隊(duì)伍介紹

指導(dǎo)老師

賽高樂，深圳技術(shù)大學(xué)集成電路與光電芯片學(xué)院助理教授

王志忠，深圳技術(shù)大學(xué)集成電路與光電芯片學(xué)院特聘教授

團(tuán)隊(duì)成員：解富文敬韓輝鞠少欣

02 團(tuán)隊(duì)專訪

參加本次紫光同創(chuàng)杯賽有什么樣的收獲和體會(huì)呢？

作為三個(gè)大三學(xué)生，從項(xiàng)目啟動(dòng)到落地的2個(gè)多月里，我們真正把課堂上學(xué)的理論變成了能跑起來的輔助駕駛系統(tǒng)，也切身體會(huì)到"從圖紙到實(shí)物"的每一步都藏著挑戰(zhàn)。從攝像頭驅(qū)動(dòng)的調(diào)試到夜視算法的優(yōu)化，從硬件時(shí)序的校準(zhǔn)到功能模塊的聯(lián)調(diào)，每一步都充滿挑戰(zhàn)，也讓我們深刻體會(huì)到“從圖紙到實(shí)物”的不易。當(dāng)八路圖像穩(wěn)定顯示、夜間車道線清晰識(shí)別、自動(dòng)剎停功能可靠觸發(fā)時(shí)，那種由代碼轉(zhuǎn)化為真實(shí)動(dòng)作的成就感，成為了我們持續(xù)攻堅(jiān)的最大動(dòng)力。

這段經(jīng)歷不僅是一次技術(shù)實(shí)踐，更是一堂生動(dòng)的團(tuán)隊(duì)協(xié)作課。在項(xiàng)目推進(jìn)中，我們根據(jù)專長自然分工——有人深挖硬件時(shí)序，有人優(yōu)化算法參數(shù)，有人主導(dǎo)系統(tǒng)集成，并在遇到瓶頸時(shí)及時(shí)補(bǔ)位、共同探討。那些在實(shí)驗(yàn)室里反復(fù)調(diào)試、并肩作戰(zhàn)的日子，最終凝結(jié)為一段寶貴的技術(shù)成長記憶，也讓我們對(duì)工程落地有了更真切的認(rèn)識(shí)。

寫在最后

再次恭喜所有獲獎(jiǎng)隊(duì)伍！非常感謝參與小眼睛科技專訪的各個(gè)獲獎(jiǎng)隊(duì)伍！作為紫光同創(chuàng)生態(tài)合作伙伴，小眼睛科技助力紫光同創(chuàng)高校生態(tài)布局，將繼續(xù)與各高校加強(qiáng)產(chǎn)教融合、產(chǎn)學(xué)研合作，協(xié)助紫光同創(chuàng)為高校學(xué)子搭建高水平創(chuàng)新和展示平臺(tái)，為培養(yǎng)高素質(zhì)集成電路人才貢獻(xiàn)力量。中國“芯”青年，奮進(jìn)向未來！