2025年“第九屆全國大學生集成電路創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽”(簡稱：集創(chuàng)賽)已戰(zhàn)鼓奏響!作為中國高等教育學會全國高校競賽榜單唯一入榜集成電路專業(yè)賽事，集創(chuàng)賽以服務產業(yè)發(fā)展需求為導向，以提升集成電路產業(yè)人才培養(yǎng)質量為目標，打造產學研用協(xié)同創(chuàng)新平臺，將行業(yè)發(fā)展需求融入教學過程，提升在校大學生創(chuàng)新實踐能力、工程素質以及團隊協(xié)作精神，助力我國集成電路產業(yè)健康快速發(fā)展。

作為集創(chuàng)賽最熱門賽道之一，“紫光同創(chuàng)杯”正帶著全新的賽題，整裝待發(fā)，再啟新程!歡迎各高校師生加入我們，積極報名參加“紫光同創(chuàng)杯”賽道!相信，在這里，您將收獲豐碩的成果，遇見更多的精彩!

2025集創(chuàng)賽日程

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2025紫光同創(chuàng)杯賽題

一、杯賽賽題：基于紫光同創(chuàng)FPGA的創(chuàng)新應用系統(tǒng)

二、參賽組別：A組、B組

三、賽題背景

FPGA廣泛應用在通信、工業(yè)控制、音視頻等多個領域，基于FPGA能實現(xiàn)多種功能，如：通信協(xié)議的編解碼、實時的采集與控制、音視頻數(shù)字信號處理等，本賽題要求基于紫光同創(chuàng)FPGA實現(xiàn)以下三個方向中的一個，體現(xiàn)FPGA并行處理的優(yōu)勢，具體方向及相關說明見后文。

賽題方向一：基于紫光同創(chuàng)FPGA的機器人

1.技術背景：

機器人技術在工業(yè)制造、醫(yī)療、教育等領域發(fā)揮著重要作用，其關鍵技術包括實時運動控制、環(huán)境感知和智能交互。FPGA憑借高性能、低延遲的特點，可以顯著提升機器人系統(tǒng)的實時性和效率，如：在工業(yè)產線上實現(xiàn)多個機器人的低延遲高精度協(xié)同控制;手術機器人中實現(xiàn)高精度低延遲的柔性操作;內窺鏡中圖像效果的實時增強及傳輸;無人機中的圖像傳輸?shù)?。本賽題鼓勵參賽者利用紫光同創(chuàng)FPGA為核心設計和實現(xiàn)一個機器人控制或感知系統(tǒng)。

2.賽題要求：

參賽者可根據興趣選擇實體機器人作為設計對象，要求充分體現(xiàn)FPGA處理的優(yōu)勢，或軟硬件協(xié)同的能力，鼓勵創(chuàng)新性和差異化設計，如：機器人、機器狗、機器小車、無人機、分揀機器、物流倉儲機器人、柔性機器人、高精度低延遲工業(yè)機械臂等各類呈現(xiàn)形態(tài)。

涵蓋機器人運動控制、環(huán)境感知等關鍵技術，同時考察FPGA的高性能并行計算能力。

任務設計貼近實際應用場景，結果可廣泛應用于工業(yè)自動化等領域。

3.基礎任務

(1)機器人運動控制

實現(xiàn)一個基于FPGA的運動控制系統(tǒng)，可以控制機器人的簡單動作(如移動、轉向、抓取等)。

設計PWM信號生成模塊，用于控制伺服電機或步進電機，實現(xiàn)精準的速度和位置控制。

(2)傳感器數(shù)據處理

使用FPGA采集和處理一個或多個傳感器的數(shù)據(如紅外、超聲波或IMU)，實現(xiàn)環(huán)境感知功能。

(3)人機交互接口

實現(xiàn)基本的人機交互功能，例如通過按鍵、觸摸屏或上位機控制機器人動作，并實時展示機器人狀態(tài)信息。

4.進階任務

(1)低延遲高精度反饋

能實現(xiàn)對環(huán)境的感知并作出反饋，如：如運動型機器人在高速運動時碰到障礙物能快速實現(xiàn)規(guī)避，并改變運動路線或調整運動姿態(tài);柔性抓取機器人能快速感知被抓取物反饋

的力度并進行實時調整等，要求提供可量化的參數(shù)及闡述實現(xiàn)的原理：如感知的時間和反饋的時間及原理。

(2)感知與目標識別

通過FPGA處理攝像頭采集的數(shù)據或激光雷達采集的數(shù)據，實現(xiàn)目標物理特性的檢測或物體分類功能(如顏色識別、形狀識別、路徑規(guī)劃、紅外檢測等)。

優(yōu)化系統(tǒng)感知模塊，使其在FPGA上運行具有更低的時延。

(3)多機器人協(xié)作

設計一個通信協(xié)議，使多個機器人能夠通過有線或無線方式協(xié)作完成任務，例如共同移動一個物體或共享環(huán)境信息。

考慮通信的實時性和可靠性，設計沖突檢測和協(xié)調機制。

提供機器人運行狀態(tài)或和環(huán)境感知結果的直觀可視化工具。

5.評分標準

賽題方向二：基于紫光同創(chuàng)FPGA的遠程實驗室

1.賽題要求：

充分發(fā)揮創(chuàng)意，設計一套以紫光同創(chuàng)FPGA為核心的遠程實驗教學系統(tǒng)，要求該系統(tǒng)能完成數(shù)字電路的遠程教學及實驗?？刹捎密浻布f(xié)同的方式，該系統(tǒng)能完成基礎的數(shù)字電路教學，如流水燈、密碼鎖、VGA/HDMI圖像顯示、圖像處理、交通燈等，該實驗系統(tǒng)能將實驗數(shù)據進行上傳，能進行遠程登錄及管理等。

2.基礎任務：

教學基礎項目的開發(fā)：完成不低于5個數(shù)字電路基礎實驗，如：流水燈、按鍵、視頻顯示等;

FPGA的遠程下載及代碼固化：模擬JTAG，完成FPGA板卡的遠程下載和固化;

3.進階任務：

(1)教學高階項目的開發(fā)

完成除5個基礎實驗以外的更多高階實驗內容，并提供完善的代碼與文檔;

進行遠程調試，實時抓取波形。

(2)遠程實驗測試測量

設計示波器功能，能對遠程實驗系統(tǒng)控制的信號進行實時采集與分析。

(3)數(shù)字孿生

遠程虛擬產生測試激勵條件，并能和系統(tǒng)實際硬件一一對應，如遠程操作按鍵、撥碼開關等，并能將產生得到的實驗現(xiàn)象進行回傳;

完成遠程信號發(fā)生器功能，能遠程控制信號發(fā)生器產生信號并將該信號作為激勵輸入到實驗系統(tǒng);

通過遠程攝像頭(如ip camera等)實時觀察實驗系統(tǒng)運行狀態(tài)，并能精準自動對焦觀察實驗現(xiàn)象。

系統(tǒng)框圖如下：

注：

(1)PC可通過遠程攝像頭觀察FPGA實驗系統(tǒng)各模塊的運行狀態(tài)，遠程攝像頭可以通過MCU連接，也可以通過PC直連;

(2)FPGA的遠程升級可采用內嵌MCU實現(xiàn)或外掛MCU實現(xiàn)、亦可使用FPGA實現(xiàn);

(3)賽方提供JTAG升級的文檔說明及參考的C語言代碼。

4.評分標準：

賽題方向三：基于紫光同創(chuàng)FPGA的 IP Core開發(fā)

1.賽題要求：

要求采用紫光同創(chuàng)logos2系列的開發(fā)板，并使用Serdes接口(PCIE或者光纖接口的一種或者多種)，實現(xiàn)基于Serdes的IP Core協(xié)議，要求該IP有相應的產品形態(tài)及實際工程價值，諸如：JESD204B、CPRI、PCIE QDMA等，發(fā)揮創(chuàng)意、充分體現(xiàn)FPGA并行處理優(yōu)勢和紫光同創(chuàng)Serdes性能，優(yōu)先推薦具有工程實踐意義或具有創(chuàng)意的作品。

2.評分標準：

四、作品提交要求

方向一、方向二提交資料：

作品原理文檔、PPT說明;

作品演示視頻;

配套源碼及說明;

方向三提交資料：

提交IP Core核心代碼的原理文檔;

邏輯資源使用報告及橫向對比文檔;

提供兼容性測試報告;

作品功能及兼容性演示視頻;

配套IP Core的使用方法說明;

五、推薦學習資料

本書詳細闡述了FPGA開發(fā)的各個方面，從基礎原理到實際應用，從設計流程到開發(fā)工具的使用，力求為讀者提供一套完整的學習和參考體系。通過閱讀本書，讀者不僅可以掌握紫光同創(chuàng)FPGA的核心技術，還能深入理解紫光同創(chuàng)FPGA在不同應用中的最佳實踐，提升自身的開發(fā)能力和技術水平。

六、推薦板卡

1.盤古676系列開發(fā)板

盤古676系列開發(fā)板(MES2L676, 國產FPGA權威指南教材的配套板卡)，共有2款板卡：支持100k和200k兩種邏輯規(guī)模，主控分別為：Logos-2 ：PG2L100H-6IFBG676和PG2L200H-

6IFBB676，底板兼容設計。板卡采用了核心板+擴展底板的結構，核心板與擴展底板之間使用高速板間連接器進行連接。主控和DDR3之間的數(shù)據傳輸時鐘頻率最高為533 MHz，2顆DDR3的數(shù)據位寬為32 bit，總的數(shù)據帶寬最高到34112 Mbps(1066×32=34112)。

另外，MES2L676板卡帶有8路HSSTLP高速串行收發(fā)器，每路的數(shù)據傳輸速率高達6.6 Gbps。MES2L676開發(fā)板預留了2路光纖接口、1路SMA高速收發(fā)接口、1路PCIe Gen2 ×4數(shù)據通信接口、1路HDMI收發(fā)接口、1路10/100/1000 Mbps的以太網接口，以及1組FMC LPC擴展接口(符合FMC接口規(guī)范，可用于外接FMC模塊)。

2.盤古50開發(fā)板(MES50HP)

盤古50開發(fā)板(MES50HP)采用了核心板+擴展板的結構，核心板與擴展板之間使用高速板對板連接器進行連接。核心板主要由FPGA+2顆DDR3+Flash+電源及復位構成，承擔了FPGA的最小系統(tǒng)運行及高速數(shù)據處理和存儲的功能。

FPGA選用的是紫光同創(chuàng)40nm工藝FPGA(logos系列：PGL50H-6IFBG484);PGL50H 和 DDR3之間的數(shù)據交互時鐘頻率最高到400MHz，2顆DDR3的數(shù)據位寬為32bit，總數(shù)據帶寬最高到25600 (800×32)Mbps，充分滿足了高速多路數(shù)據存儲的需求;另外PGL50HFPGA 帶有4路HSST高速收發(fā)器，每路速度高達6.375Gb/s，非常適合用于光纖通信和PCIe 數(shù)據通信;電源采用多顆EZ8303(艾諾)來產生不同的電源電壓。

底板為核心板擴展了豐富的外圍接口, 預留HDMI收發(fā)接口用于圖像驗證及處理;預留的光纖接口、10/100/1000M以太網接口，PCIE接口，方便各類高速通信系統(tǒng)驗證;預留了一個40pin的IO擴展連接器，方便用戶在開發(fā)平臺基礎 上驗證模塊電路功能。

七、競賽支持

紫光同創(chuàng)將提供一定數(shù)量的盤古676和盤古50開發(fā)板借用支持，參賽隊伍可按需申請，每組隊伍只能申請一套開發(fā)板。參賽隊伍也可自主準備基于紫光同創(chuàng)FPGA芯片的開發(fā)板參賽。除此之外，紫光同創(chuàng)還聯(lián)合小眼睛科技為杯賽隊伍提供全程專業(yè)技術支持。歡迎各位同學加入紫光同創(chuàng)杯賽釘釘群(群號：96010014132)，與我們具體一起學習，共同進步!