英特爾杯嵌入式系統專題邀請賽釋放學生創造力

5月底6月初，“英特爾杯大學生電子設計競賽*嵌入式系統專題邀請賽”（簡稱嵌入式系統專題邀請賽）組委會走訪了部分華中、華東地區的大學。為此，本刊訪問了大賽組委會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

                      視覺創意最火

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

                     設計復雜度提高
問：這次大賽用芯片跟上一屆的比有什么特點嗎？
答：這次比賽的最大的特點，就是英特爾E6x5C芯片上接了一個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，定制出自己需要的I/O接口。

問：開發板的是不是成本也提高了？
答：開發板整體的成本肯定是要提高的，首先是加了一個FPGA；另外，其實不僅是使用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發版——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 SP1兩個系統的支持。其中，Yocto是Linux基金會的項目。

湖南大學

問：和上屆比，開發的難度提高了，還是降低了？
答：開發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。因為現在的嵌入式專題邀請賽里，還有美國的大學參加。從美國大學老師的反饋來看，他們也不太會用這種FPGA跟CPU的通訊。

問：你們為什么選這種新平臺呢？還可使用PMIC（電源管理集成電路）和時鐘發生器芯片（羅姆公司供應），以及整合了調壓器和時鐘發生器的單芯片（Dialog Semiconductor供應）。
答：之所以選這款芯片，主要是有兩個考慮，第一個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。

最主要的是將行業最新技術引入學校，促進學生創新思維和創新能力的培養，以及促進學校教學內容等更新和改革。因為“嵌入式專題邀請賽”針對的參與者是好學校的好學生，所以作為比賽的組織者們，他們也覺得既然是這么優秀的參與者，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

                        師生熱情高
問：學生們完成這個項目，是否會比過去花更多的時間？
答：對，現在肯定花的時間要比以前花的更多，以前的是拿來就可以開發，針對于自己的設計方案來開發自己的那塊邏輯。現在往往要花很多的時間去把整個平臺給搭建出來。

問；學生們的功課也挺緊張，是不是要抽出更多的時間來參加這個比賽？
答：沒錯。舉個例子，比如長沙中南大學的一個小組，基本上是連著很多天都住在實驗室里。

上海交大

問：學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：“嵌入式專題邀請賽”是一個開放的競賽，學生在拿到競賽平臺后，需要學生自主選題、自主設計完成能夠解決實際問題的應用系統。這為激發學生的想象力和創造力提供了一個很好的舞臺。因此學生會有非常大的興趣來參加這個競賽，并會充分利用這三個多月的時間來完成項目。

經過近十年的發展，“嵌入式專題邀請賽”初具國際化的規模，今年共有12個國家和地區的高校參加，也為學生提供了一個與國外學生同臺競技和交流的渠道。

由于競賽開放性和先進性的特點，并且學生設計作品的實踐性和應用性，使得競賽受到了來自國內外各方面的關注。所以境內外高校也積極參與。

除此之外，一些學校也推出了鼓勵措施，非常歡迎獲獎的學生到他們那里攻讀學位。有些學校針對學生課業比較忙的這種情況，也想了一些解決方案，例如因為這個比賽本身是一個嵌入式設計大賽，如果學校里有類似的課程，會允許學生用比賽的成績或者比賽參與的這個過程，來對相應的學分進行抵消。

上海理工大學

                  走向國際化
問：美國等海外學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越多?這也是大賽組委會的長期、持續不斷的努力才會有的結果，組委會在很多地方進行這種比賽推廣；另外，以前比賽得獎的項目也都是非常的有新意，海外學校看到以后，非常肯定“嵌入式專題邀請賽”的質量，認為這是一個高質量的比賽，因此樂于參與此比賽。

問：為什么組委會想把大賽擴展到全世界？
答：國際化是一個趨勢，中國的教育也一定要走向國際，“嵌入式專題邀請賽”也想通過這個平臺為中國學生走向國際化做一點探索和貢獻。

在軟件、算法設計方面，Intel在全世界范圍內有ACM（Association for Computing Machinery ，美國計算機協會）大賽，此大賽也沒有因為參加的對象覆蓋全世界，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行。

而且英特爾專門為大賽在英特爾學術社區上設立的競賽專區（http://software.intel.com/zh-cn/esdc2012/），分享大賽技術資源，同時為參賽學生和技術專家交流搭建了大賽答疑論壇”。

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

武漢大學

問：學校對這次競賽重視程度怎么樣？
答：基本上每個學校對這次比賽都很重視，在檢查的過程中，很多的學校的校長、黨委書記會出來給學生督戰，鼓勵學生多參與類似比賽。

問：那學校為什么重視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“嵌入式專題邀請賽”在嵌入式領域，可能目前還是影響力的最大比賽，也是持續的時間最長的一個比賽。目前也是參與國家最多的一個比賽。

                       創新還需老師引導
問：Intel大賽為什么會有很強的創新性？
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。因為他們每次比賽之前，都會到世界各地去看一些相關的比賽。如果有類似的比賽，別人做出來的項目、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：在學生們開發的時候，主要都遇到了哪類挑戰？
答：我們看到的比較多的問題，是學生有時候會失去方向。比如，現在視頻人臉識別算法已經非常成熟了，但是學生有時候眼光不是太夠，覺得我已經把這個算法集成進來了，并且人臉識別這個算法性能也很好，可以實時捕捉人的行動，攝像頭跟著一起轉動，他們覺得這樣就夠了。但是其實這樣并不足夠，因為你做的這些事情，并沒有體現你工作的價值，或者說體現的這種價值不大，你沒有找到自己跟別人不一樣的地方，沒有找到這種獨立性。

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

中南大學

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

問：你們考查學生設計項目的時候，也考查對FPGA的利用充分不充分？
答：對，這也會是對設計考量的一個角度。

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

                                     其他特點
問：您覺得學生產生這些問題的原因是不是他們經驗不足？
答：確實有一部分是一些經驗不夠，因為這可能也跟目前中國高校的一些教育有關系。據我們所知，對于FPGA，在本科時，就是一些電子工程專業的學生接觸得較多，像其他一些專業，比如說光電、機械，很多學校并沒有涉及到FPGA的使用。但是因為這個比賽并沒有限定只有電子工程系的學生參加，這可能就是一個問題所在。

問：學生的產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界的溝通呢？
答：確實是有這樣的一個問題，學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”賽程有關系。本身這種賽事，你時間比較短暫，并不是說這是一個兩年的項目，要求學生在幾個月以內，就要從無到有開發出來，所以在這么短的時間內，我們也不可能要求學生做出一個非常接近于商業化的產品。他們只能選擇跟這個產品的某一部分來實現，解決里面的這種重點難點的問題。

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值比較大的項目，可以在學生作品之上來延伸，可以去找一些相關產業里的廠商，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意，或者說商業價值較大的作品，去進行一個評估，然后做投資，促使這種作品向產品這樣一個轉化。

湖南大學的黨委書記、副校長等領導（左側）會見競賽組委會委員

問：同學們做的這種創新主要是軟件和系統方面的創新，是嗎？硬件平臺你們已經搭好了？
答：因為我們提供的只是一個最基本的平臺，其實學生不僅是可以進行軟件上面的創新，也可以對這個平臺來進行擴展，比如說我們在復旦大學就看到，一些學生在通過把嵌入式系統安裝在機器里，來控制機器，這個機器可以完成更多高難度的任務。

問：軟件和硬件，學生們的創新比例一般是多少呢？
答：據我們觀察，基本上是一個70%軟件，30%硬件。

問：依您看，遇到困難時，老師應該怎樣指導學生呢？
答：老師應該充當項目管理的角色。因為學生開發產品的經歷會比較少，有時候他們可能會對整個比賽時間的分配不是太好，比如前面留的時間太多，后面留的時間太少。這時，由于老師接觸的項目和比賽較多，對這方面就會有一個很好的把握。

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

上海理工大學座談

問：對于某一個具體技術問題怎么解決，還是老師就不用管了？
答：針對Intel今年的E6x5C平臺而言，因為學生和老師都不熟悉，因此很多問題老師也沒有見過，有時師生一起來討論，而并沒有說老師在這方面更有一個特別大的優勢。

問：學生們對Intel E6x5C芯片有什么反饋嗎？
答：他們主要感覺這款芯片復雜一點。

問：但是你們也沒有辦法？Yocto操作系統是不是能夠幫忙解決復雜性問題？
答：Yocto提供一個可定制化的嵌入式Linux系統，以幫助學生做項目開發。

問：比賽即將結束，學生們下一步應該怎么樣規劃、準備最后的沖刺呢？
答：在比賽的檢查過程中，王越院士他們針對學生們的作品已經提了很多很好的建議，希望只要學生們去采納這些建議，然后抓緊，一定要盯緊截止時間，加快開發進度。

王越院士在湖南大學


徐國治教授在上海交大