英特爾杯嵌入式系統專(zhuān)題邀請賽釋放學(xué)生創(chuàng )造力

5月底6月初，“英特爾杯大學(xué)生電子設計競賽*嵌入式系統專(zhuān)題邀請賽”（簡(jiǎn)稱(chēng)嵌入式系統專(zhuān)題邀請賽）組委會(huì )走訪(fǎng)了部分華中、華東地區的大學(xué)。為此，本刊訪(fǎng)問(wèn)了大賽組委會(huì )及英特爾公司的負責人，請他們介紹了此次中期檢查的感受。

復旦大學(xué)

                      視覺(jué)創(chuàng )意最火

問(wèn)：這次中期檢查后，你們的感受是什么？
答：學(xué)生們使用了目前一些研究上的熱點(diǎn)，比如人臉識別、手勢識別，這些方面的設計比以前更多了。他們的重點(diǎn)不是對算法優(yōu)化——因為這些算法發(fā)展到今天已經(jīng)很成熟了，他們主要是基于這些算法來(lái)做應用。

                     設計復雜度提高
問(wèn)：這次大賽用芯片跟上一屆的比有什么特點(diǎn)嗎？
答：這次比賽的最大的特點(diǎn)，就是英特爾E6x5C芯片上接了一個(gè)FPGA。有FPGA的好處是：我們可以自己編寫(xiě)一些自己的模塊，可把以前用過(guò)的一些模塊化的程序燒到FPGA里面去，并且還可以基于自己的這種特殊的需求來(lái)開(kāi)發(fā)，定制出自己需要的I/O接口。

問(wèn)：開(kāi)發(fā)板的是不是成本也提高了？
答：開(kāi)發(fā)板整體的成本肯定是要提高的，首先是加了一個(gè)FPGA；另外，其實(shí)不僅是使用FPGA，FPGA所配套的那些軟件也是付費的。另外，本次比賽我們所使用的廣州致遠公司的嵌入式開(kāi)發(fā)版——EPCM-505C-ESDC；與歷屆大賽一樣，此次大賽官方并未指定操作系統，只是官方提供對Yocto和Windows Embedded Standard 7 SP1兩個(gè)系統的支持。其中，Yocto是Linux基金會(huì )的項目。

湖南大學(xué)

問(wèn)：和上屆比，開(kāi)發(fā)的難度提高了，還是降低了？
答：開(kāi)發(fā)的難度跟往年的比賽，在復雜性上有很大的提高。以前有一些老師接觸過(guò)相類(lèi)似的芯片。但是這次比賽，基本上老師也不明白這款芯片。因為現在的嵌入式專(zhuān)題邀請賽里，還有美國的大學(xué)參加。從美國大學(xué)老師的反饋來(lái)看，他們也不太會(huì )用這種FPGA跟CPU的通訊。

問(wèn)：你們?yōu)槭裁催x這種新平臺呢？還可使用PMIC（電源管理集成電路）和時(shí)鐘發(fā)生器芯片（羅姆公司供應），以及整合了調壓器和時(shí)鐘發(fā)生器的單芯片（Dialog Semiconductor供應）。
答：之所以選這款芯片，主要是有兩個(gè)考慮，第一個(gè)出于比賽公正性的考慮，利用最新的平臺可以一定程度上預防作弊等現象。如果采用最新的芯片，因為大家都不熟悉，從根源上就保證了比賽的公平性。

最主要的是將行業(yè)最新技術(shù)引入學(xué)校，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng )新思維和創(chuàng )新能力的培養，以及促進(jìn)學(xué)校教學(xué)內容等更新和改革。因為“嵌入式專(zhuān)題邀請賽”針對的參與者是好學(xué)校的好學(xué)生，所以作為比賽的組織者們，他們也覺(jué)得既然是這么優(yōu)秀的參與者，我們就應該使用復雜性更高的平臺，讓他們對自己提出挑戰。
                       
華中科技大學(xué)

                        師生熱情高
問(wèn)：學(xué)生們完成這個(gè)項目，是否會(huì )比過(guò)去花更多的時(shí)間？
答：對，現在肯定花的時(shí)間要比以前花的更多，以前的是拿來(lái)就可以開(kāi)發(fā)，針對于自己的設計方案來(lái)開(kāi)發(fā)自己的那塊邏輯?，F在往往要花很多的時(shí)間去把整個(gè)平臺給搭建出來(lái)。

問(wèn)；學(xué)生們的功課也挺緊張，是不是要抽出更多的時(shí)間來(lái)參加這個(gè)比賽？
答：沒(méi)錯。舉個(gè)例子，比如長(cháng)沙中南大學(xué)的一個(gè)小組，基本上是連著(zhù)很多天都住在實(shí)驗室里。

上海交大

問(wèn)：學(xué)生為什么這么熱心參加大賽？因為現在國內的校園競賽也挺多？
答：“嵌入式專(zhuān)題邀請賽”是一個(gè)開(kāi)放的競賽，學(xué)生在拿到競賽平臺后，需要學(xué)生自主選題、自主設計完成能夠解決實(shí)際問(wèn)題的應用系統。這為激發(fā)學(xué)生的想象力和創(chuàng )造力提供了一個(gè)很好的舞臺。因此學(xué)生會(huì )有非常大的興趣來(lái)參加這個(gè)競賽，并會(huì )充分利用這三個(gè)多月的時(shí)間來(lái)完成項目。

經(jīng)過(guò)近十年的發(fā)展，“嵌入式專(zhuān)題邀請賽”初具國際化的規模，今年共有12個(gè)國家和地區的高校參加，也為學(xué)生提供了一個(gè)與國外學(xué)生同臺競技和交流的渠道。

由于競賽開(kāi)放性和先進(jìn)性的特點(diǎn)，并且學(xué)生設計作品的實(shí)踐性和應用性，使得競賽受到了來(lái)自國內外各方面的關(guān)注。所以境內外高校也積極參與。

除此之外，一些學(xué)校也推出了鼓勵措施，非常歡迎獲獎的學(xué)生到他們那里攻讀學(xué)位。有些學(xué)校針對學(xué)生課業(yè)比較忙的這種情況，也想了一些解決方案，例如因為這個(gè)比賽本身是一個(gè)嵌入式設計大賽，如果學(xué)校里有類(lèi)似的課程，會(huì )允許學(xué)生用比賽的成績(jì)或者比賽參與的這個(gè)過(guò)程，來(lái)對相應的學(xué)分進(jìn)行抵消。

上海理工大學(xué)

                  走向國際化
問(wèn)：美國等海外學(xué)生為什么對中國的大賽這么感興趣？
答：為什么現在參與的國家越來(lái)越多?這也是大賽組委會(huì )的長(cháng)期、持續不斷的努力才會(huì )有的結果，組委會(huì )在很多地方進(jìn)行這種比賽推廣；另外，以前比賽得獎的項目也都是非常的有新意，海外學(xué)?？吹揭院?，非?？隙?ldquo;嵌入式專(zhuān)題邀請賽”的質(zhì)量，認為這是一個(gè)高質(zhì)量的比賽，因此樂(lè )于參與此比賽。

問(wèn)：為什么組委會(huì )想把大賽擴展到全世界？
答：國際化是一個(gè)趨勢，中國的教育也一定要走向國際，“嵌入式專(zhuān)題邀請賽”也想通過(guò)這個(gè)平臺為中國學(xué)生走向國際化做一點(diǎn)探索和貢獻。

在軟件、算法設計方面，Intel在全世界范圍內有ACM（Association for Computing Machinery ，美國計算機協(xié)會(huì )）大賽，此大賽也沒(méi)有因為參加的對象覆蓋全世界，就把ACM大賽分成很多次來(lái)舉辦。所以“嵌入式專(zhuān)題邀請賽”也沒(méi)有必要去分成這么國家、分成好幾次比賽來(lái)進(jìn)行。

而且英特爾專(zhuān)門(mén)為大賽在英特爾學(xué)術(shù)社區上設立的競賽專(zhuān)區（http://software.intel.com/zh-cn/esdc2012/），分享大賽技術(shù)資源，同時(shí)為參賽學(xué)生和技術(shù)專(zhuān)家交流搭建了大賽答疑論壇”。

當然，參與的國家更多，面臨的問(wèn)題也會(huì )更多，比如后勤、比賽的各種保障。但是現在是沖出亞洲、走向世界，我們針對這些問(wèn)題都會(huì )迎難而上，找到合理的解決方案。

武漢大學(xué)

問(wèn)：學(xué)校對這次競賽重視程度怎么樣？
答：基本上每個(gè)學(xué)校對這次比賽都很重視，在檢查的過(guò)程中，很多的學(xué)校的校長(cháng)、黨委書(shū)記會(huì )出來(lái)給學(xué)生督戰，鼓勵學(xué)生多參與類(lèi)似比賽。

問(wèn)：那學(xué)校為什么重視Intel大賽？因為很多電子公司都有校園大賽？
答：就比賽的影響力而言，還是Intel杯“嵌入式專(zhuān)題邀請賽”在嵌入式領(lǐng)域，可能目前還是影響力的最大比賽，也是持續的時(shí)間最長(cháng)的一個(gè)比賽。目前也是參與國家最多的一個(gè)比賽。

                       創(chuàng )新還需老師引導
問(wèn)：Intel大賽為什么會(huì )有很強的創(chuàng )新性？
答：這也要感謝比賽的組委會(huì )，例如上海交大的徐國治老師、蔣樂(lè )天老師等。因為他們每次比賽之前，都會(huì )到世界各地去看一些相關(guān)的比賽。如果有類(lèi)似的比賽，別人做出來(lái)的項目、參與的項目都是什么樣的，他們看多了以后，就把比賽的標桿給提高了。

問(wèn)：在學(xué)生們開(kāi)發(fā)的時(shí)候，主要都遇到了哪類(lèi)挑戰？
答：我們看到的比較多的問(wèn)題，是學(xué)生有時(shí)候會(huì )失去方向。比如，現在視頻人臉識別算法已經(jīng)非常成熟了，但是學(xué)生有時(shí)候眼光不是太夠，覺(jué)得我已經(jīng)把這個(gè)算法集成進(jìn)來(lái)了，并且人臉識別這個(gè)算法性能也很好，可以實(shí)時(shí)捕捉人的行動(dòng)，攝像頭跟著(zhù)一起轉動(dòng)，他們覺(jué)得這樣就夠了。但是其實(shí)這樣并不足夠，因為你做的這些事情，并沒(méi)有體現你工作的價(jià)值，或者說(shuō)體現的這種價(jià)值不大，你沒(méi)有找到自己跟別人不一樣的地方，沒(méi)有找到這種獨立性。

另外還有一個(gè)共同的問(wèn)題，對FPGA的使用還是不充分，把很多重負載的計算放在了CPU上，沒(méi)有把它分割到FPGA去。這就導致CPU的發(fā)熱量有所提高。這可能本身這次比賽這個(gè)系統比較復雜造成的。

中南大學(xué)

                      FPGA是重要組成
問(wèn)： FPGA也可以做計算嗎？
答；對。我們在FPGA里面集成了很多DSP的單元，這些DSP是非常適合去做這種識別算法的。

問(wèn)：對于實(shí)時(shí)算法，FPGA的功能不會(huì )和Intel處理器的性能進(jìn)行競爭？
答：這應該不是競爭，因為嵌入式系統發(fā)展到現在是越來(lái)越復雜，每一個(gè)不同的部分，大家所承擔的作用是不一樣的。比如說(shuō)在這個(gè)系統里面，Intel的CPU可能更多的是做控制單元， FPGA更多的去進(jìn)行一些算法的運算。因為Intel的CPU具有通用性特點(diǎn)，DSP 適合做算法。另外，CPU和FPGA之間有一個(gè)彈性的I/O接口，而非固定的I/O接口，這是它們的一個(gè)強處。然后兩邊各自發(fā)揮他們的作用，成為一個(gè)比較完美的嵌入式系統。

問(wèn)：你們考查學(xué)生設計項目的時(shí)候，也考查對FPGA的利用充分不充分？
答：對，這也會(huì )是對設計考量的一個(gè)角度。

考察團在武大交流，從左至右：競賽組委會(huì )秘書(shū)長(cháng)徐國治教授、英特爾（中國）公司大學(xué)合作經(jīng)理王靖淇、組委會(huì )主任王越院士

                                     其他特點(diǎn)
問(wèn)：您覺(jué)得學(xué)生產(chǎn)生這些問(wèn)題的原因是不是他們經(jīng)驗不足？
答：確實(shí)有一部分是一些經(jīng)驗不夠，因為這可能也跟目前中國高校的一些教育有關(guān)系。據我們所知，對于FPGA，在本科時(shí)，就是一些電子工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生接觸得較多，像其他一些專(zhuān)業(yè)，比如說(shuō)光電、機械，很多學(xué)校并沒(méi)有涉及到FPGA的使用。但是因為這個(gè)比賽并沒(méi)有限定只有電子工程系的學(xué)生參加，這可能就是一個(gè)問(wèn)題所在。

問(wèn)：學(xué)生的產(chǎn)品是不是離最后商用化還有一定距離？怎樣加強他們跟商業(yè)界的溝通呢？
答：確實(shí)是有這樣的一個(gè)問(wèn)題，學(xué)生們的作品跟最后的商用還是有差距的。首先也是跟我們“嵌入式專(zhuān)題邀請賽”賽程有關(guān)系。本身這種賽事，你時(shí)間比較短暫，并不是說(shuō)這是一個(gè)兩年的項目，要求學(xué)生在幾個(gè)月以?xún)?，就要從無(wú)到有開(kāi)發(fā)出來(lái)，所以在這么短的時(shí)間內，我們也不可能要求學(xué)生做出一個(gè)非常接近于商業(yè)化的產(chǎn)品。他們只能選擇跟這個(gè)產(chǎn)品的某一部分來(lái)實(shí)現，解決里面的這種重點(diǎn)難點(diǎn)的問(wèn)題。

接下來(lái)，高校跟Intel還可以有更多的工作來(lái)做，比如說(shuō)覺(jué)得對商用價(jià)值比較大的項目，可以在學(xué)生作品之上來(lái)延伸，可以去找一些相關(guān)產(chǎn)業(yè)里的廠(chǎng)商，來(lái)一起看有沒(méi)有合作的可能。Intel可能也會(huì )針對比賽里比較好的創(chuàng )意，或者說(shuō)商業(yè)價(jià)值較大的作品，去進(jìn)行一個(gè)評估，然后做投資，促使這種作品向產(chǎn)品這樣一個(gè)轉化。

湖南大學(xué)的黨委書(shū)記、副校長(cháng)等領(lǐng)導（左側）會(huì )見(jiàn)競賽組委會(huì )委員

問(wèn)：同學(xué)們做的這種創(chuàng )新主要是軟件和系統方面的創(chuàng )新，是嗎？硬件平臺你們已經(jīng)搭好了？
答：因為我們提供的只是一個(gè)最基本的平臺，其實(shí)學(xué)生不僅是可以進(jìn)行軟件上面的創(chuàng )新，也可以對這個(gè)平臺來(lái)進(jìn)行擴展，比如說(shuō)我們在復旦大學(xué)就看到，一些學(xué)生在通過(guò)把嵌入式系統安裝在機器里，來(lái)控制機器，這個(gè)機器可以完成更多高難度的任務(wù)。

問(wèn)：軟件和硬件，學(xué)生們的創(chuàng )新比例一般是多少呢？
答：據我們觀(guān)察，基本上是一個(gè)70%軟件，30%硬件。

問(wèn)：依您看，遇到困難時(shí)，老師應該怎樣指導學(xué)生呢？
答：老師應該充當項目管理的角色。因為學(xué)生開(kāi)發(fā)產(chǎn)品的經(jīng)歷會(huì )比較少，有時(shí)候他們可能會(huì )對整個(gè)比賽時(shí)間的分配不是太好，比如前面留的時(shí)間太多，后面留的時(shí)間太少。這時(shí)，由于老師接觸的項目和比賽較多，對這方面就會(huì )有一個(gè)很好的把握。

另外，老師相對于學(xué)生會(huì )有一個(gè)更高、更廣闊的一個(gè)視野，可幫助學(xué)生來(lái)擴大想象力，能做出更有意義的東西。

上海理工大學(xué)座談

問(wèn)：對于某一個(gè)具體技術(shù)問(wèn)題怎么解決，還是老師就不用管了？
答：針對Intel今年的E6x5C平臺而言，因為學(xué)生和老師都不熟悉，因此很多問(wèn)題老師也沒(méi)有見(jiàn)過(guò)，有時(shí)師生一起來(lái)討論，而并沒(méi)有說(shuō)老師在這方面更有一個(gè)特別大的優(yōu)勢。

問(wèn)：學(xué)生們對Intel E6x5C芯片有什么反饋嗎？
答：他們主要感覺(jué)這款芯片復雜一點(diǎn)。

問(wèn)：但是你們也沒(méi)有辦法？Yocto操作系統是不是能夠幫忙解決復雜性問(wèn)題？
答：Yocto提供一個(gè)可定制化的嵌入式Linux系統，以幫助學(xué)生做項目開(kāi)發(fā)。

問(wèn)：比賽即將結束，學(xué)生們下一步應該怎么樣規劃、準備最后的沖刺呢？
答：在比賽的檢查過(guò)程中，王越院士他們針對學(xué)生們的作品已經(jīng)提了很多很好的建議，希望只要學(xué)生們去采納這些建議，然后抓緊，一定要盯緊截止時(shí)間，加快開(kāi)發(fā)進(jìn)度。

王越院士在湖南大學(xué)


徐國治教授在上海交大