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

5月底6月初，“英特爾杯大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽*嵌入式系統(tǒng)專題邀請賽”（簡稱嵌入式系統(tǒng)專題邀請賽）組委會走訪了部分華中、華東地區(qū)的大學(xué)。為此，本刊訪問了大賽組委會及英特爾公司的負(fù)責(zé)人，請他們介紹了此次中期檢查的感受。

復(fù)旦大學(xué)

                      視覺創(chuàng)意最火

問：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(shè)計(jì)比以前更多了。他們的重點(diǎn)不是對算法優(yōu)化——因?yàn)檫@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做應(yīng)用。

                     設(shè)計(jì)復(fù)雜度提高
問：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：我們可以自己編寫一些自己的模塊，可把以前用過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開發(fā)，定制出自己需要的I/O接口。

問：開發(fā)板的是不是成本也提高了？
答：開發(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，F(xiàn)PGA所配套的那些軟件也是付費(fèi)的。另外，本次比賽我們所使用的廣州致遠(yuǎn)公司的嵌入式開發(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(tǒng)，只是官方提供對Yocto和Windows Embedded Standard 7 SP1兩個(gè)系統(tǒng)的支持。其中，Yocto是Linux基金會的項(xiàng)目。

湖南大學(xué)

問：和上屆比，開發(fā)的難度提高了，還是降低了？
答：開發(fā)的難度跟往年的比賽，在復(fù)雜性上有很大的提高。以前有一些老師接觸過相類似的芯片。但是這次比賽，基本上老師也不明白這款芯片。因?yàn)楝F(xiàn)在的嵌入式專題邀請賽里，還有美國的大學(xué)參加。從美國大學(xué)老師的反饋來看，他們也不太會用這種FPGA跟CPU的通訊。

問：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(yīng)），以及整合了調(diào)壓器和時(shí)鐘發(fā)生器的單芯片（Dialog Semiconductor供應(yīng)）。
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(yù)防作弊等現(xiàn)象。如果采用最新的芯片，因?yàn)榇蠹叶疾皇煜ぃ瑥母瓷暇捅ＷC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(yǎng)，以及促進(jìn)學(xué)校教學(xué)內(nèi)容等更新和改革。因?yàn)?ldquo;嵌入式專題邀請賽”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，他們也覺得既然是這么優(yōu)秀的參與者，我們就應(yīng)該使用復(fù)雜性更高的平臺，讓他們對自己提出挑戰(zhàn)。
                       
華中科技大學(xué)

                        師生熱情高
問：學(xué)生們完成這個(gè)項(xiàng)目，是否會比過去花更多的時(shí)間？
答：對，現(xiàn)在肯定花的時(shí)間要比以前花的更多，以前的是拿來就可以開發(fā)，針對于自己的設(shè)計(jì)方案來開發(fā)自己的那塊邏輯?，F(xiàn)在往往要花很多的時(shí)間去把整個(gè)平臺給搭建出來。

問；學(xué)生們的功課也挺緊張，是不是要抽出更多的時(shí)間來參加這個(gè)比賽？
答：沒錯(cuò)。舉個(gè)例子，比如長沙中南大學(xué)的一個(gè)小組，基本上是連著很多天都住在實(shí)驗(yàn)室里。

上海交大

問：學(xué)生為什么這么熱心參加大賽？因?yàn)楝F(xiàn)在國內(nèi)的校園競賽也挺多？
答：“嵌入式專題邀請賽”是一個(gè)開放的競賽，學(xué)生在拿到競賽平臺后，需要學(xué)生自主選題、自主設(shè)計(jì)完成能夠解決實(shí)際問題的應(yīng)用系統(tǒng)。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)生會有非常大的興趣來參加這個(gè)競賽，并會充分利用這三個(gè)多月的時(shí)間來完成項(xiàng)目。

經(jīng)過近十年的發(fā)展，“嵌入式專題邀請賽”初具國際化的規(guī)模，今年共有12個(gè)國家和地區(qū)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。

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

除此之外，一些學(xué)校也推出了鼓勵(lì)措施，非常歡迎獲獎(jiǎng)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?yàn)檫@個(gè)比賽本身是一個(gè)嵌入式設(shè)計(jì)大賽，如果學(xué)校里有類似的課程，會允許學(xué)生用比賽的成績或者比賽參與的這個(gè)過程，來對相應(yīng)的學(xué)分進(jìn)行抵消。

上海理工大學(xué)

                  走向國際化
問：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(xiàn)在參與的國家越來越多?這也是大賽組委會的長期、持續(xù)不斷的努力才會有的結(jié)果，組委會在很多地方進(jìn)行這種比賽推廣；另外，以前比賽得獎(jiǎng)的項(xiàng)目也都是非常的有新意，海外學(xué)?？吹揭院螅浅？隙?ldquo;嵌入式專題邀請賽”的質(zhì)量，認(rèn)為這是一個(gè)高質(zhì)量的比賽，因此樂于參與此比賽。

問：為什么組委會想把大賽擴(kuò)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，“嵌入式專題邀請賽”也想通過這個(gè)平臺為中國學(xué)生走向國際化做一點(diǎn)探索和貢獻(xiàn)。

在軟件、算法設(shè)計(jì)方面，Intel在全世界范圍內(nèi)有ACM（Association for Computing Machinery ，美國計(jì)算機(jī)協(xié)會）大賽，此大賽也沒有因?yàn)閰⒓拥膶ο蟾采w全世界，就把ACM大賽分成很多次來舉辦。所以“嵌入式專題邀請賽”也沒有必要去分成這么國家、分成好幾次比賽來進(jìn)行。

而且英特爾專門為大賽在英特爾學(xué)術(shù)社區(qū)上設(shè)立的競賽專區(qū)（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)專家交流搭建了大賽答疑論壇”。

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

武漢大學(xué)

問：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，在檢查的過程中，很多的學(xué)校的校長、黨委書記會出來給學(xué)生督戰(zhàn)，鼓勵(lì)學(xué)生多參與類似比賽。

問：那學(xué)校為什么重視Intel大賽？因?yàn)楹芏嚯娮庸径加行@大賽？
答：就比賽的影響力而言，還是Intel杯“嵌入式專題邀請賽”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(xù)的時(shí)間最長的一個(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(dǎo)
問：Intel大賽為什么會有很強(qiáng)的創(chuàng)新性？
答：這也要感謝比賽的組委會，例如上海交大的徐國治老師、蔣樂天老師等。因?yàn)樗麄兠看伪荣愔?，都會到世界各地去看一些相關(guān)的比賽。如果有類似的比賽，別人做出來的項(xiàng)目、參與的項(xiàng)目都是什么樣的，他們看多了以后，就把比賽的標(biāo)桿給提高了。

問：在學(xué)生們開發(fā)的時(shí)候，主要都遇到了哪類挑戰(zhàn)？
答：我們看到的比較多的問題，是學(xué)生有時(shí)候會失去方向。比如，現(xiàn)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，覺得我已經(jīng)把這個(gè)算法集成進(jìn)來了，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)，攝像頭跟著一起轉(zhuǎn)動(dòng)，他們覺得這樣就夠了。但是其實(shí)這樣并不足夠，因?yàn)槟阕龅倪@些事情，并沒有體現(xiàn)你工作的價(jià)值，或者說體現(xiàn)的這種價(jià)值不大，你沒有找到自己跟別人不一樣的地方，沒有找到這種獨(dú)立性。

另外還有一個(gè)共同的問題，對FPGA的使用還是不充分，把很多重負(fù)載的計(jì)算放在了CPU上，沒有把它分割到FPGA去。這就導(dǎo)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(tǒng)比較復(fù)雜造成的。

中南大學(xué)

                      FPGA是重要組成
問： FPGA也可以做計(jì)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：對于實(shí)時(shí)算法，F(xiàn)PGA的功能不會和Intel處理器的性能進(jìn)行競爭？
答：這應(yīng)該不是競爭，因?yàn)榍度胧较到y(tǒng)發(fā)展到現(xiàn)在是越來越復(fù)雜，每一個(gè)不同的部分，大家所承擔(dān)的作用是不一樣的。比如說在這個(gè)系統(tǒng)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(yùn)算。因?yàn)镮ntel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(qiáng)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(tǒng)。

問：你們考查學(xué)生設(shè)計(jì)項(xiàng)目的時(shí)候，也考查對FPGA的利用充分不充分？
答：對，這也會是對設(shè)計(jì)考量的一個(gè)角度。

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

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

問：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(qiáng)他們跟商業(yè)界的溝通呢？
答：確實(shí)是有這樣的一個(gè)問題，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，并不是說這是一個(gè)兩年的項(xiàng)目，要求學(xué)生在幾個(gè)月以內(nèi)，就要從無到有開發(fā)出來，所以在這么短的時(shí)間內(nèi)，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)品的某一部分來實(shí)現(xiàn)，解決里面的這種重點(diǎn)難點(diǎn)的問題。

接下來，高校跟Intel還可以有更多的工作來做，比如說覺得對商用價(jià)值比較大的項(xiàng)目，可以在學(xué)生作品之上來延伸，可以去找一些相關(guān)產(chǎn)業(yè)里的廠商，來一起看有沒有合作的可能。Intel可能也會針對比賽里比較好的創(chuàng)意，或者說商業(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(zhuǎn)化。

湖南大學(xué)的黨委書記、副校長等領(lǐng)導(dǎo)（左側(cè)）會見競賽組委會委員

問：同學(xué)們做的這種創(chuàng)新主要是軟件和系統(tǒng)方面的創(chuàng)新，是嗎？硬件平臺你們已經(jīng)搭好了？
答：因?yàn)槲覀兲峁┑闹皇且粋€(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)平臺來進(jìn)行擴(kuò)展，比如說我們在復(fù)旦大學(xué)就看到，一些學(xué)生在通過把嵌入式系統(tǒng)安裝在機(jī)器里，來控制機(jī)器，這個(gè)機(jī)器可以完成更多高難度的任務(wù)。

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

問：依您看，遇到困難時(shí)，老師應(yīng)該怎樣指導(dǎo)學(xué)生呢？
答：老師應(yīng)該充當(dāng)項(xiàng)目管理的角色。因?yàn)閷W(xué)生開發(fā)產(chǎn)品的經(jīng)歷會比較少，有時(shí)候他們可能會對整個(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(xiàng)目和比賽較多，對這方面就會有一個(gè)很好的把握。

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

上海理工大學(xué)座談

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

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

問：但是你們也沒有辦法？Yocto操作系統(tǒng)是不是能夠幫忙解決復(fù)雜性問題？
答：Yocto提供一個(gè)可定制化的嵌入式Linux系統(tǒng)，以幫助學(xué)生做項(xiàng)目開發(fā)。

問：比賽即將結(jié)束，學(xué)生們下一步應(yīng)該怎么樣規(guī)劃、準(zhǔn)備最后的沖刺呢？
答：在比賽的檢查過程中，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?nèi)ゲ杉{這些建議，然后抓緊，一定要盯緊截止時(shí)間，加快開發(fā)進(jìn)度。

王越院士在湖南大學(xué)


徐國治教授在上海交大