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)杯賽再次斬獲佳績！

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！本篇將對2025嵌入式競賽全國總決賽一等獎的獲獎作品（部分，排名不分先后）進行專訪。

福州大學(xué)摸魚不如搞實驗隊

2025嵌入式競賽全國總決賽一等獎

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

獲獎隊伍：福州大學(xué)-46054-摸魚不如搞實驗隊

作品評語：團隊基于國產(chǎn)FPGA平臺，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消耗下實現(xiàn)了邊緣端波形的毫秒級智能識別，深刻詮釋了“架構(gòu)效能”的設(shè)計理念。結(jié)合自適應(yīng)微弱信號捕獲與全硬件并行流水線，系統(tǒng)成功在有限資源下實現(xiàn)了從“精準感知”到“智能認知”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，外接小眼睛科技官方配套的國產(chǎn)ADC模塊、藍牙模塊和自主設(shè)計的模擬前端等進行擴展。以“設(shè)計重塑硬件價值”為理念，通過軟硬件協(xié)同設(shè)計構(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)，完成了信號接收、存儲、處理和傳輸?shù)牧鞒獭Ｊ紫葘?a target="_blank">ADC采集的高速數(shù)據(jù)流進行二次采樣、去直流及Blackman加窗等時域預(yù)處理。然后，利用FPGA片內(nèi)DSP資源調(diào)用2048點FFT IP核，實現(xiàn)了高刷新率的頻譜分析、頻率跟蹤及總諧波失真（THD）等的實時計算。時域信號同時直接用于信號分類，通過創(chuàng)新性地部署了輕量級脈沖神經(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)乘法運算，僅需單個信號周期即可完成正弦波、方波、三角波及鋸齒波的毫秒級實時推理與分類。

在模擬前端設(shè)計中，采用可編程增益放大器對輸入信號進行放大，配合FPGA上實現(xiàn)的動態(tài)閾值遲滯比較算法，實現(xiàn)了寬動態(tài)范圍信號的自適應(yīng)捕獲。

在數(shù)據(jù)交互與輸出設(shè)計中，設(shè)計了數(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)動屏幕實時刷新波形與參數(shù)；遠程通過UART控制器對接藍牙模塊，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)幀的打包無線透傳。系統(tǒng)內(nèi)部集成了自動測試判定邏輯，可根據(jù)設(shè)定閾值直接驅(qū)動LED報警，實現(xiàn)無人值守監(jiān)測。

在上位機設(shè)計中，上位機程序可視化使用Python語言開發(fā)，利用PyQtGraph庫實現(xiàn)了低延遲、高幀率的動態(tài)頻譜繪制。軟件通過虛擬串口接收藍牙數(shù)據(jù)，實時解析并顯示幅值、頻率及AI波形識別結(jié)果，并提供反向控制接口，允許用戶遠程下發(fā)閾值配置指令，實現(xiàn)了“人機分離”的閉環(huán)控制。

02 隊伍介紹

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，高級實驗師，福州大學(xué)物理與信息工程學(xué)院

隊員1：虞軼杰

福州大學(xué)物理與信息工程學(xué)院本科生

隊員2：吳宇軒

福州大學(xué)物理與信息工程學(xué)院本科生

隊員3：林佳焌

福州大學(xué)梅努斯國際工程學(xué)院本科生

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？

我們選擇紫光同創(chuàng)賽道，不僅是出于對國產(chǎn)FPGA的支持，更是在當前國外技術(shù)封鎖嚴峻的大背景下，對實現(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)雜的信號處理算法提供了堅實的底層保障。我們希望通過實踐證明，國產(chǎn)平臺也能具備高端儀器的“認知”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呢？

這次比賽對我們來說是一次從理論到實踐的深度磨礪，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，我們成功實現(xiàn)了輕量級、低功耗的AI信號分類，深刻體會到FPGA將軟件算法的“慢”轉(zhuǎn)化為硬件執(zhí)行的“快”的獨特魅力。

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

特別感謝紫光同創(chuàng)和小眼睛科技提供的先進FPGA平臺與競賽機會，為我們的系統(tǒng)功能開發(fā)提供了堅實的硬件保障。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“認知”的系統(tǒng)構(gòu)建，這必將成為我們未來工作中的寶貴財富。

對于未來有什么新的期待嗎？

基于目前的成果，我們計劃擴展SNN網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，嘗試識別AM、FM、QPSK等更復(fù)雜的調(diào)制信號，甚至探索異常信號監(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，同時帶動軟硬件開發(fā)生態(tài)的共同繁榮。只有構(gòu)建起一個從底層芯片、中間件到上層應(yīng)用完全自主可控的強健生態(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

2025嵌入式競賽全國總決賽一等獎

獲獎作品：《基于FPGA的智能信號分析與測試系統(tǒng)》

獲獎隊伍：電子科技大學(xué)-48470-奶龍粉絲團

01 隊伍介紹

指導(dǎo)老師：王憶文

參賽隊員：王俁璇 王竣禾 蘇思遠

02 團隊專訪

參加本次紫光同創(chuàng)杯賽有什么樣的收獲和體會呢？

我們的項目是基于FPGA的智能信號分析與測試系統(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，實現(xiàn)了軟硬件結(jié)合的設(shè)計。

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

在導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)下，我們經(jīng)歷了兩個多月的緊張開發(fā)、調(diào)試與優(yōu)化。在這個過程中，我們不僅深入掌握了FPGA硬件設(shè)計、SoC架構(gòu)搭建以及信號處理等前沿技術(shù)，如數(shù)字鎖相、實時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)計能力。

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

福州大學(xué)超燃耀！

2025嵌入式競賽全國總決賽一等獎

獲獎作品：《基于ARM+FPGA的智能病變識別系統(tǒng)》

獲獎隊伍：福州大學(xué)-43954-超燃耀！

01 隊伍介紹

指導(dǎo)老師：林志堅

參賽隊員：胡景超 李浩燃 洪培耀

02 團隊專訪

參加本次紫光同創(chuàng)杯賽有什么樣的收獲和體會呢？

參與 2025 年全國 FPGA 創(chuàng)新設(shè)計大賽，對我們團隊來說是段超有收獲的經(jīng)歷。我們瞄準基層醫(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)知識真正用到了實際場景中，學(xué)會了在性能和實用之間找平衡，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)幫基層解決實際問題，才是最有意義的創(chuàng)新。

西安電子科技大學(xué) BHZ隊

2025嵌入式競賽全國總決賽一等獎

獲獎作品：《FPGA信號分析儀》

獲獎隊伍：西安電子科技大學(xué)-44172-BHZ隊

01 隊伍介紹

指導(dǎo)老師：王新懷 徐茵

參賽隊員：白潤輝 黃嘉怡 張鵬舉

02 團隊專訪

參加本次紫光同創(chuàng)杯賽有什么樣的收獲和體會呢？

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

本次實踐讓我們對FPGA的時序設(shè)計、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現(xiàn)的完整經(jīng)驗。感謝紫光同創(chuàng)提供的平臺與支持，我們將在嵌入式信號處理領(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

2025嵌入式競賽全國總決賽一等獎

獲獎作品：《匠領(lǐng)智檢——信號分析測試系統(tǒng)》

獲獎隊伍：西安電子科技大學(xué)-43530-是深藏BLUE隊

01 隊伍介紹

參賽隊員：陳慧 吳言磊 謝小凡

02 團隊專訪

參加本次紫光同創(chuàng)杯賽有什么樣的收獲和體會呢？

本次我們團隊的參賽作品，是一款以紫光同創(chuàng) PG2L100H-6FBG676 為核心的高精度智能信號處理系統(tǒng)。在僅兩個月的緊湊研發(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。

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資源中，兼容系統(tǒng)所需的多項核心功能，我們反復(fù)打磨代碼結(jié)構(gòu)、優(yōu)化算法邏輯，甚至對部分關(guān)鍵模塊進行徹底重構(gòu)，在”取舍“與”精進“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)計算、6類波形智能識別等都沒有現(xiàn)成經(jīng)驗可循，我們只能在一次次試錯中積累數(shù)據(jù)、調(diào)整方案。無數(shù)個通宵達旦的夜晚，我們在調(diào)試、仿真、驗證的循環(huán)中反復(fù)摸索，只為攻克一個又一個技術(shù)卡點。

最終測試中，系統(tǒng)成功實現(xiàn) 1Hz-50MHz 的寬頻捕獲，達成 1mV 的幅度分辨率與 0.02 度的相位差測量精度，100uV微弱信號測量，各項指標均圓滿滿足設(shè)計要求。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，成功轉(zhuǎn)化為兼具工程實用性的產(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的道路上穩(wěn)步前行，用創(chuàng)新與堅守，回應(yīng)時代賦予的使命與擔(dān)當。

陜西科技大學(xué) 深藏blue

2025嵌入式競賽全國總決賽一等獎

獲獎作品：《FPGA智能信號分析儀》

獲獎隊伍：陜西科技大學(xué)-46157-深藏blue

01 隊伍介紹

指導(dǎo)老師：張俊濤 任興榮

參賽隊員：吉宸希 雷程博 張樂琪

02 團隊專訪

參加本次紫光同創(chuàng)杯賽有什么樣的收獲和體會呢？

在本次競賽中，我們能勇奪全國一等獎，離不開團隊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、精準指引。感謝賽事主辦方與紫光為我們創(chuàng)造了這個錘煉本領(lǐng)、展示風(fēng)采的寶貴機會，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

獲獎作品：《紫芯智駕》

獲獎隊伍：深圳技術(shù)大學(xué)-我是紫光小姐的狗

01 隊伍介紹

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

團隊成員：解富文敬韓輝鞠少欣

02 團隊專訪

參加本次紫光同創(chuàng)杯賽有什么樣的收獲和體會呢？

作為三個大三學(xué)生，從項目啟動到落地的2個多月里，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)，也切身體會到"從圖紙到實物"的每一步都藏著挑戰(zhàn)。從攝像頭驅(qū)動的調(diào)試到夜視算法的優(yōu)化，從硬件時序的校準到功能模塊的聯(lián)調(diào)，每一步都充滿挑戰(zhàn)，也讓我們深刻體會到“從圖紙到實物”的不易。當八路圖像穩(wěn)定顯示、夜間車道線清晰識別、自動剎停功能可靠觸發(fā)時，那種由代碼轉(zhuǎn)化為真實動作的成就感，成為了我們持續(xù)攻堅的最大動力。

這段經(jīng)歷不僅是一次技術(shù)實踐，更是一堂生動的團隊協(xié)作課。在項目推進中，我們根據(jù)專長自然分工——有人深挖硬件時序，有人優(yōu)化算法參數(shù)，有人主導(dǎo)系統(tǒng)集成，并在遇到瓶頸時及時補位、共同探討。那些在實驗室里反復(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，也讓我們對工程落地有了更真切的認識。

寫在最后

再次恭喜所有獲獎隊伍！非常感謝參與小眼睛科技專訪的各個獲獎隊伍！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，為培養(yǎng)高素質(zhì)集成電路人才貢獻力量。中國“芯”青年，奮進向未來！