創(chuàng)新突破創(chuàng)新突破·共贏未來·共贏未來

11月30日，由中國電子教育學(xué)會主辦，東南大學(xué)和南京江北新區(qū)管理委員會共同承辦的“第八屆全國大學(xué)生嵌入式芯片與系統(tǒng)設(shè)計競賽-FPGA創(chuàng)新設(shè)計賽道”決賽在南京圓滿落幕！“紫光同創(chuàng)杯”共吸引926支學(xué)生隊伍報名參賽，同比增長50%，成功登頂參賽隊伍第一寶座！

作為紫光同創(chuàng)高校生態(tài)合作伙伴，小眼睛科技連續(xù)4年為賽事提供全程技術(shù)支持和指導(dǎo)服務(wù)，助力高校斬獲累計約374項國賽獎項！2025紫光同創(chuàng)杯賽再創(chuàng)新高度，經(jīng)過數(shù)月激烈角逐，小眼睛科技助力紫光同創(chuàng)杯賽155支隊伍成功闖入全國總決賽，同比增長50%。其中，全國總決賽一等獎隊伍21支，二等獎隊伍38支，三等獎隊伍96支，獲獎隊伍數(shù)量較去年增長50%。

近期，小眼睛科技對部分獲獎作品進行了專訪，將陸續(xù)為大家推出優(yōu)秀作品展。讓我們一起走進獲獎隊伍的臺前幕后，看看他們是如何過五關(guān)、斬六將，從全國3900+支隊伍中脫穎而出，一路沖刺到全國總決賽，斬獲殊榮！

本篇專訪作品：2025嵌入式競賽全國總決賽最高獎項“最佳創(chuàng)意獎”獲獎作品，來自電子科技大學(xué)的柴郡貓貓同好會隊伍的專訪內(nèi)容。

Part1 優(yōu)秀作品展示

電子科技大學(xué)：柴郡貓貓同好會

2025嵌入式競賽全國總決賽“最佳創(chuàng)意獎”

獲獎作品：《穿戴式外骨骼控制的移動雙臂平臺》

獲獎隊伍：電子科技大學(xué)-46905-柴郡貓貓同好會

01 作品簡介

為了解決人類在高危環(huán)境以及人類無法生存的區(qū)域作業(yè)不便的問題， 作品構(gòu)建了一個基于可穿戴外骨骼的移動人形雙臂操作平臺。 由外骨骼上的編碼器獲取操作人員手臂關(guān)節(jié)運動狀態(tài)， 操作人員穿戴外骨骼后， 機械臂會按照操作人員的手臂關(guān)節(jié)角度運動， 實現(xiàn)操作人員可以直觀， 簡單的在遠處操作機械臂完成特殊作業(yè)。該作品分為履帶車機械臂和外骨骼端兩部分。

履帶車機械臂端搭載兩條 7+1DOF 的自制關(guān)節(jié)電機機械臂，使用小眼睛科技RK3568+MES2L100H 開發(fā)平臺作為主控，將外骨骼的數(shù)據(jù)通過 2.4G 高速 FLRC 接收至 FPGA端進行計算， 通過運動學(xué)解算以及可達性分析， 進行插值后生成運動軌跡， 將運動軌跡的 MIT 控制參數(shù)傳給 RK3568,再通過 RK3568 內(nèi)置的 CAN 控制器和板載的CAN 收發(fā)器對所有電機進行 500Hz 的 MIT 控制。 機械臂安裝在自制履帶車平臺的絲杠滑臺和回轉(zhuǎn)平臺上，可以通過絲杠滑臺外推實現(xiàn)在車外的場地進行作業(yè)，同時也可通過絲杠滑臺內(nèi)收以及回轉(zhuǎn)平臺旋回對履帶車本體進行換電和簡單的自維護工作。

外骨骼部分采用自制的 STM32G474RET6總板進行外骨骼數(shù)據(jù)匯總。十四個OID-3806 高精度多圈絕對值編碼器實現(xiàn)兩臂肩關(guān)節(jié)至腕關(guān)節(jié)七個單自由度的活動數(shù)據(jù)采集，并采用TJA1050 實現(xiàn)編碼器與總板的 CAN 通信。外骨骼末端連接自制單手手柄，采用STM32G474RET6 主控、搖桿及 AD823 運放跟隨電位器后用 ADC 收集手部數(shù)據(jù)，進而對履帶車及機械臂夾爪進行控制，并用 MAX13487 實現(xiàn)手柄到總板的 RS485 通信或 TJA1050 實現(xiàn)手柄到總板的 CAN 通信。

該平臺基于外骨骼構(gòu)建了更符合人體工程學(xué)和操作直覺的機械臂控制系統(tǒng)，且實現(xiàn)了精度高達 12 位、延遲小于 20ms 的機械臂控制系統(tǒng)，簡化了操作流程，使操作人員更易上手， 并且規(guī)避了逆運動學(xué)解算導(dǎo)致的關(guān)節(jié)角度不可預(yù)測的問題，實現(xiàn)了更加可控更加精準的操作。

02 隊伍介紹

指導(dǎo)老師：覃昊潔 電子科技大學(xué) 物聯(lián)網(wǎng)工程系 高級實驗師

隊員1：田馨怡

電子科技大學(xué)信息與通信工程學(xué)院專業(yè)2024級本科生，擅長電子信息工程應(yīng)用及機械設(shè)計。有一定硬件與軟件開發(fā)經(jīng)驗，擅長嵌入式開發(fā)，PCB設(shè)計。

隊員2：李尚勛

電子科技大學(xué)2023級英才實驗學(xué)院數(shù)理基礎(chǔ)科學(xué)專業(yè)本科生，擅長嵌入式電子工程，機械設(shè)計制造，系統(tǒng)工程。

隊員3：楊雨衡

電子科技大學(xué)2023級信息與通信工程學(xué)院本科生，擅長FPGA，模擬電子及通信系統(tǒng)調(diào)試。

03 作品展示

Part2 團隊專訪

可以介紹一下為何在眾多賽道中選擇紫光同創(chuàng)杯賽嗎？

紫光是目前國產(chǎn)芯片做的比較大的一家企業(yè)，同時看過了幾家企業(yè)的賽題，紫光賽題在幾個賽道中我們比較感興趣，正好我們也比較喜歡類似Zynq的異構(gòu)設(shè)計，PS和PL端協(xié)同的結(jié)構(gòu)可以將高速計算，通信，控制分開，并分別發(fā)揮兩個系統(tǒng)的優(yōu)勢，比較適合我們最開始構(gòu)想的這個Idea，另外在了解各家板卡的過程中，我們一致感覺紫光同創(chuàng)賽道推薦的RK3568+PG2L100H這塊板卡制作精良，資料完備，設(shè)計十分用心和優(yōu)秀，同時也透露出一種成熟的工業(yè)感，感覺更能適合我們比較激烈的使用環(huán)境。

參加本次紫光同創(chuàng)杯賽有什么樣的收獲和體會呢？

我們對于嵌入式電子有一些經(jīng)驗，對于單片機，常用的通信，硬件，軟件都比較熟悉，隊伍里大家也是興趣多多，機械，電子，軟件，算法都比較感興趣，可是多個方面都是淺嘗輒止，各自為戰(zhàn)，但是這次杯賽讓大家把自己閑散的技能集聚起來，從做玩具，做測試用品級別的作品變成了融合各個方面的技能，做出一套確實看起來可能有點有趣的，具有“整體感”的一套系統(tǒng)，這是我們最大的收獲。

FPGA方面，我們之前一直用的是Xilinx的FPGA，用Vivado去做設(shè)計，對于國產(chǎn)FPGA并不是很熟，但是這次參加紫光杯賽感覺到國產(chǎn)FPGA的發(fā)展迅速和強大，已經(jīng)完全獨立的做出了一套可靠，完整，甚至優(yōu)秀的FPGA芯片體系和設(shè)計工具鏈。首先開發(fā)板性能非常穩(wěn)定，該有的保護和穩(wěn)定性考量一個不少，使用起來非常順手，其次PDS的功能很全，功能也基本有對應(yīng)，更重要的是文檔比較齊全，不禁讓我們感慨，國產(chǎn)FPGA已經(jīng)做到這個程度了，這是讓我們非常驚訝也非常驚喜的。

我們是第一次用PDS開發(fā)FPGA，在開發(fā)途中積累了很多在陌生開發(fā)環(huán)境進行技能遷移與充分利用環(huán)境現(xiàn)有功能進行輔助開發(fā)的經(jīng)驗。與此同時，我們總結(jié)了以往項目的經(jīng)驗教訓(xùn)，在這次項目中充分運用系統(tǒng)工程思維，從工程整體出發(fā)，讓各個子工程之間能夠互相預(yù)留出接口按照規(guī)劃科學(xué)有序地連接，也讓系統(tǒng)整體的可靠性與各個模塊之間拓撲的可讀性與可理性得到了保障，確保了整個項目能夠被科學(xué)有序地逐步推進，也讓我們積累了大量系統(tǒng)工程學(xué)相關(guān)的經(jīng)驗，對大型項目的開發(fā)能夠做到更加得心應(yīng)手。

對于未來有什么新的期待嗎？

對于我們自身，希望我們能再接再厲，將此次參賽積累的寶貴經(jīng)驗、教訓(xùn)與技能，充分應(yīng)用于未來的工程項目開發(fā)與學(xué)習(xí)實踐，并從比賽中結(jié)識的行業(yè)專家前輩與各學(xué)校大佬處學(xué)習(xí)，持續(xù)優(yōu)化和輕量化我們的作品，使其性能更強、應(yīng)用場景更廣、交互體驗更優(yōu)，并在未來開發(fā)出更人性化、更高性能、更好用、更智能的作品，登上更高的舞臺。

對于杯賽方紫光同創(chuàng)和技術(shù)支持方小眼睛科技，我們祝愿兩家企業(yè)能越做越好，尤其是在工業(yè)級、科研級FPGA+ARM異構(gòu)開發(fā)板這個目前其他廠商涉及較少的方面上，利用自身的人才優(yōu)勢和技術(shù)優(yōu)勢，繼續(xù)發(fā)展，越辦越好。

祝愿嵌入式芯片與系統(tǒng)設(shè)計競賽成為更大的競賽平臺與校企聯(lián)系的平臺，廣納人才，繼續(xù)鼎力支持中國的人才發(fā)展和技術(shù)發(fā)展！