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英特尔杯嵌入式系统专题邀请赛释放学生创造力
来源:电子产品世界  时间:2014-06-25
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5月底6月初,"英特尔杯大学生电子设计竞赛*嵌入式系统专题邀请赛"(简称嵌入式系统专题邀请赛)组委会走访了部分华中、华东地区的大学。为此,本刊访问了大赛组委会及英特尔公司的负责人,请他们介绍了此次中期检查的感受。

英特尔杯嵌入式系统专题邀请赛释放学生创造力

复旦大学

视觉创意最火

 问:这次中期检查后,你们的感受是什么?

答:学生们使用了目前一些研究上的热点,比如人脸识别、手势识别,这些方面的设计比以前更多了。他们的重点不是对算法优化——因为这些算法发展到今天已经很成熟了,他们主要是基于这些算法来做应用。

设计复杂度提高

问:这次大赛用芯片跟上一届的比有什么特点吗?

答:这次比赛的最大的特点,就是英特尔E6x5C芯片上接了一个FPGA。有FPGA的好处是:我们可以自己编写一些自己的模块,可把以前用过的一些模块化的程序烧到FPGA里面去,并且还可以基于自己的这种特殊的需求来开发,定制出自己需要的I/O接口。

问:开发板的是不是成本也提高了?

答:开发板整体的成本肯定是要提高的,首先是加了一个FPGA;另外,其实不仅是使用FPGA,FPGA所配套的那些软件也是付费的。另外,本次比赛我们所使用的广州致远公司的嵌入式开发版——EPCM-505C-ESDC;与历届大赛一样,此次大赛官方并未指定操作系统,只是官方提供对Yocto和 Windows Embedded Standard 7 SP1两个系统的支持。其中,Yocto是Linux基金会的项目。

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湖南大学

问:和上届比,开发的难度提高了,还是降低了?

答:开发的难度跟往年的比赛,在复杂性上有很大的提高。以前有一些老师接触过相类似的芯片。但是这次比赛,基本上老师也不明白这款芯片。因为现在的嵌入式专题邀请赛里,还有美国的大学参加。从美国大学老师的反馈来看,他们也不太会用这种FPGA跟CPU的通讯。

问:你们为什么选这种新平台呢?还可使用PMIC(电源管理集成电路)和时钟发生器芯片(罗姆公司供应),以及整合了调压器和时钟发生器的单芯片(Dialog Semiconductor供应)。

 答:之所以选这款芯片,主要是有两个考虑,第一个出于比赛公正性的考虑,利用最新的平台可以一定程度上预防作弊等现象。如果采用最新的芯片,因为大家都不熟悉,从根源上就保证了比赛的公平性。

最主要的是将行业最新技术引入学校,促进学生创新思维和创新能力的培养,以及促进学校教学内容等更新和改革。因为"嵌入式专题邀请赛"针对的参与者是好学校的好学生,所以作为比赛的组织者们,他们也觉得既然是这么优秀的参与者,我们就应该使用复杂性更高的平台,让他们对自己提出挑战。

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 华中科技大学

师生热情高

问:学生们完成这个项目,是否会比过去花更多的时间?

答:对,现在肯定花的时间要比以前花的更多,以前的是拿来就可以开发,针对于自己的设计方案来开发自己的那块逻辑。现在往往要花很多的时间去把整个平台给搭建出来。

问;学生们的功课也挺紧张,是不是要抽出更多的时间来参加这个比赛?

答:没错。举个例子,比如长沙中南大学的一个小组,基本上是连着很多天都住在实验室里。

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  上海交大

问:学生为什么这么热心参加大赛?因为现在国内的校园竞赛也挺多?

答:"嵌入式专题邀请赛"是一个开放的竞赛,学生在拿到竞赛平台后,需要学生自主选题、自主设计完成能够解决实际问题的应用系统。这为激发学生的想象力和创造力提供了一个很好的舞台。因此学生会有非常大的兴趣来参加这个竞赛,并会充分利用这三个多月的时间来完成项目。

经过近十年的发展,"嵌入式专题邀请赛"初具国际化的规模,今年共有12个国家和地区的高校参加,也为学生提供了一个与国外学生同台竞技和交流的渠道。

由于竞赛开放性和先进性的特点,并且学生设计作品的实践性和应用性,使得竞赛受到了来自国内外各方面的关注。所以境内外高校也积极参与。

除此之外,一些学校也推出了鼓励措施,非常欢迎获奖的学生到他们那里攻读学位。有些学校针对学生课业比较忙的这种情况,也想了一些解决方案,例如因为这个比赛本身是一个嵌入式设计大赛,如果学校里有类似的课程,会允许学生用比赛的成绩或者比赛参与的这个过程,来对相应的学分进行抵消。

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    上海理工大学

走向国际化

问:美国等海外学生为什么对中国的大赛这么感兴趣?

答:为什么现在参与的国家越来越多?这也是大赛组委会的长期、持续不断的努力才会有的结果,组委会在很多地方进行这种比赛推广;另外,以前比赛得奖的项目也都是非常的有新意,海外学校看到以后,非常肯定"嵌入式专题邀请赛"的质量,认为这是一个高质量的比赛,因此乐于参与此比赛。

问:为什么组委会想把大赛扩展到全世界?

答:国际化是一个趋势,中国的教育也一定要走向国际,"嵌入式专题邀请赛"也想通过这个平台为中国学生走向国际化做一点探索和贡献。

在软件、算法设计方面,Intel在全世界范围内有ACM(Association for Computing Machinery ,美国计算机协会)大赛,此大赛也没有因为参加的对象覆盖全世界,就把ACM大赛分成很多次来举办。所以"嵌入式专题邀请赛"也没有必要去分成这么国家、分成好几次比赛来进行。

而且英特尔专门为大赛在英特尔学术社区上设立的竞赛专区(http://software.intel.com/zh-cn/esdc2012/),分享大赛技术资源,同时为参赛学生和技术专家交流搭建了大赛答疑论坛"。

当然,参与的国家更多,面临的问题也会更多,比如后勤、比赛的各种保障。但是现在是冲出亚洲、走向世界,我们针对这些问题都会迎难而上,找到合理的解决方案。

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      武汉大学

问:学校对这次竞赛重视程度怎么样?

答:基本上每个学校对这次比赛都很重视,在检查的过程中,很多的学校的校长、党委书记会出来给学生督战,鼓励学生多参与类似比赛。

问:那学校为什么重视Intel大赛?因为很多电子公司都有校园大赛?

答:就比赛的影响力而言,还是Intel杯"嵌入式专题邀请赛"在嵌入式领域,可能目前还是影响力的最大比赛,也是持续的时间最长的一个比赛。目前也是参与国家最多的一个比赛。

创新还需老师引导

问:Intel大赛为什么会有很强的创新性?

答:这也要感谢比赛的组委会,例如上海交大的徐国治老师、蒋乐天老师等。因为他们每次比赛之前,都会到世界各地去看一些相关的比赛。如果有类似的比赛,别人做出来的项目、参与的项目都是什么样的,他们看多了以后,就把比赛的标杆给提高了。

问:在学生们开发的时候,主要都遇到了哪类挑战?

答:我们看到的比较多的问题,是学生有时候会失去方向。比如,现在视频人脸识别算法已经非常成熟了,但是学生有时候眼光不是太够,觉得我已经把这个算法集成进来了,并且人脸识别这个算法性能也很好,可以实时捕捉人的行动,摄像头跟着一起转动,他们觉得这样就够了。但是其实这样并不足够,因为你做的这些事情,并没有体现你工作的价值,或者说体现的这种价值不大,你没有找到自己跟别人不一样的地方,没有找到这种独立性。

另外还有一个共同的问题,对FPGA的使用还是不充分,把很多重负载的计算放在了CPU上,没有把它分割到FPGA去。这就导致CPU的发热量有所提高。这可能本身这次比赛这个系统比较复杂造成的。

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    中南大学

FPGA是重要组成

问: FPGA也可以做计算吗?

答;对。我们在FPGA里面集成了很多DSP的单元,这些DSP是非常适合去做这种识别算法的。

问:对于实时算法,FPGA的功能不会和Intel处理器的性能进行竞争?

答:这应该不是竞争,因为嵌入式系统发展到现在是越来越复杂,每一个不同的部分,大家所承担的作用是不一样的。比如说在这个系统里面,Intel的CPU 可能更多的是做控制单元, FPGA更多的去进行一些算法的运算。因为Intel的CPU具有通用性特点,DSP 适合做算法。另外,CPU和FPGA之间有一个弹性的I/O接口,而非固定的I/O接口,这是它们的一个强处。然后两边各自发挥他们的作用,成为一个比较完美的嵌入式系统。

问:你们考查学生设计项目的时候,也考查对FPGA的利用充分不充分?

答:对,这也会是对设计考量的一个角度。

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  考察团在武大交流,从左至右:竞赛组委会秘书长徐国治教授、英特尔(中国)公司大学合作经理王靖淇、组委会主任王越院士

其他特点

问:您觉得学生产生这些问题的原因是不是他们经验不足?

答:确实有一部分是一些经验不够,因为这可能也跟目前中国高校的一些教育有关系。据我们所知,对于FPGA,在本科时,就是一些电子工程专业的学生接触得较多,像其他一些专业,比如说光电、机械,很多学校并没有涉及到FPGA的使用。但是因为这个比赛并没有限定只有电子工程系的学生参加,这可能就是一个问题所在。

问:学生的产品是不是离最后商用化还有一定距离?怎样加强他们跟商业界的沟通呢?

答:确实是有这样的一个问题,学生们的作品跟最后的商用还是有差距的。首先也是跟我们"嵌入式专题邀请赛"赛程有关系。本身这种赛事,你时间比较短暂,并不是说这是一个两年的项目,要求学生在几个月以内,就要从无到有开发出来,所以在这么短的时间内,我们也不可能要求学生做出一个非常接近于商业化的产品。他们只能选择跟这个产品的某一部分来实现,解决里面的这种重点难点的问题。

接下来,高校跟Intel还可以有更多的工作来做,比如说觉得对商用价值比较大的项目,可以在学生作品之上来延伸,可以去找一些相关产业里的厂商,来一起看有没有合作的可能。Intel可能也会针对比赛里比较好的创意,或者说商业价值较大的作品,去进行一个评估,然后做投资,促使这种作品向产品这样一个转化。

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   湖南大学的党委书记、副校长等领导(左侧)会见竞赛组委会委员

问:同学们做的这种创新主要是软件和系统方面的创新,是吗?硬件平台你们已经搭好了?

答:因为我们提供的只是一个最基本的平台,其实学生不仅是可以进行软件上面的创新,也可以对这个平台来进行扩展,比如说我们在复旦大学就看到,一些学生在通过把嵌入式系统安装在机器里,来控制机器,这个机器可以完成更多高难度的任务。

问:软件和硬件,学生们的创新比例一般是多少呢?

答:据我们观察,基本上是一个70%软件,30%硬件。

问:依您看,遇到困难时,老师应该怎样指导学生呢?

答:老师应该充当项目管理的角色。因为学生开发产品的经历会比较少,有时候他们可能会对整个比赛时间的分配不是太好,比如前面留的时间太多,后面留的时间太少。这时,由于老师接触的项目和比赛较多,对这方面就会有一个很好的把握。

另外,老师相对于学生会有一个更高、更广阔的一个视野,可帮助学生来扩大想象力,能做出更有意义的东西。

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     上海理工大学座谈

问:对于某一个具体技术问题怎么解决,还是老师就不用管了?

答:针对Intel今年的E6x5C平台而言,因为学生和老师都不熟悉,因此很多问题老师也没有见过,有时师生一起来讨论,而并没有说老师在这方面更有一个特别大的优势。

问:学生们对Intel E6x5C芯片有什么反馈吗?

答:他们主要感觉这款芯片复杂一点。

问:但是你们也没有办法?Yocto操作系统是不是能够帮忙解决复杂性问题?

答:Yocto提供一个可定制化的嵌入式Linux系统,以帮助学生做项目开发。

问:比赛即将结束,学生们下一步应该怎么样规划、准备最后的冲刺呢?

答:在比赛的检查过程中,王越院士他们针对学生们的作品已经提了很多很好的建议,希望只要学生们去采纳这些建议,然后抓紧,一定要盯紧截止时间,加快开发进度。

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   王越院士在湖南大学

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