以赛促学,为科技新秀搭建成长舞台
“全国大学生嵌入式芯片与系统设计竞赛——FPGA 创新设计竞赛” 圆满收官,AMD 作为核心协办方助力赛事成功举办。该赛事是国内 FPGA 竞赛领域的顶尖赛事之一,致力于提升学生在数字系统设计,尤其是可编程逻辑器件应用领域的创新实践能力,培育具备创新思维、能解决复杂工程问题且富有团队合作精神的优秀人才,促进高校与企业人才培养的深度合作。
AMD 为赛事精心打造了充满挑战与前瞻性的赛道,充分激发参赛选手的创造力与问题解决能力。此次 AMD FPGA 赛道吸引了国内 200 余所高校的超过 1100 支队伍,近 3000 名本科及研究生同学踊跃参与。同时, AMD 向参赛队伍提供了丰富多样的器件,涵盖 AMD Spartan 7 FPGA 系列、AMD Zynq UltraScale+ MPSoC 系列以及最新的 AMD Versal 自适应 SoC 系列,彰显了在大学教育和学术创新中的广泛应用。
AMD 赛道聚焦于参赛作品的理论创新与应用场景的突破。在 AMD FPGA 及自适应 SoC 器件的支持下,今年的优秀作品亮点纷呈,涵盖图像处理、人工智能、算法加速、机器控制等多个前沿领域。特别是在智能医疗方向,涌现出了一系列优秀作品,包括医疗辅助机器人、三维医学图像重建以及医疗影像增强等,展现了在医疗领域的广阔应用前景。
AMD赛道作品展示(部分)
作品名称:基于 PYNQ 的三维医学图像重建
医学影像技术面临传统二维图像难以直观展示人体内部结构的问题。来自东南大学的同学利用 PYNQ 平台,基于三维医学图像重建技术成功解决了这一难题。该作品使用 AMD Vitis HLS 工具和 AMD Vivado 设计套件,结合 PS 与 PL 之间的交互加速技术,实现了高效的数据处理与并行加速。通过将所有计算任务部署在 PYNQ 板卡上,最大化了系统的灵活性与实用性,成功完成了三维医学图像的重建与实时渲染。该项目不仅突破了三维重建与渲染的关键技术,还展现了广泛的实际应用前景。
作品名称:FPGA 医疗影像增强超分系统
医疗影像成像时,生成的图片有光照不均匀、噪声严重、分辨率低等一系列问题。来自合肥工业大学的同学自行设计了一款轻量级的 DSRNet( Depthwise Separable Residual Network for Super-Resolution )超分辨率神经网络。作品基于 AMD A7-100T 开发板,在 Vivado 设计套件上手写 Verilog 实现神经网络的硬件加速。相较于传统的 SRCNN 超分辨率模型,模型参数减少了 2000 多个,比普通 Bicubic 双三次插值高了 3~4 个 PSNR 值,推理一张 640*480 的图片约为 300us,实现了实时处理,并具备广泛的实际应用前景。
作品名称:基于 FPGA 的大模型推理加速
诸多拥有上亿参数的大语言模型的最新进展产生了对推理工作负载高效部署的巨大需求。来自南京大学的同学采用解耦计算思想,设计了硬件加速器顶层架构,解决大模型推理加速问题。该作品将大语言模型的推理计算过程拆解为数据读写、张量计算等独立部分,为各个部分设计了针对性的 FPGA 硬件加速计算单元,同时设计了定制化的矩阵乘、卷积、多头注意力机制等 FPGA 算子和提出了一套通用大模型加速的宏指令集,极大地提升计算效率,实现了模型推理加速,并具备广泛的实际应用前景。
作品名称:基于 Zynq 的声学相机
为了实现多声源定位,来自西安交通大学的同学利用双路差分插值的高流水波束形成算法解决了声场可视化的问题。作品基于 XC7Z020,在 PL 端结合使用 AMD Vivado 设计套件和 Vitis HLS 工具实现高流水波束形成算法与声场热力图和摄像头画面的叠加,在 PS 端使用 AMD Vitis 统一软件平台实现操作界面,展现了极高的实时性和用户友好性。通过双路差分插值的高流水波束形成算法,最大化了定位频率和定位速度,实现了超 3 万次每秒的定位频率和小于 2.5° 的空间角误差。本作品展示了团队三个月的努力成果,成功完成了多噪声源的同时定位与可视化,并具备广泛的实际应用前景。
作品名称:网球球童机器人
目前,网球训练中普遍存在捡球效率低和人工干预较多的问题。来自西安邮电大学的两名同学利用 AMD Zynq-7010 平台开发了网球球童机器人,结合图像处理加速、运动控制和蓝牙通信等技术,实现了精准的网球识别和高效捡球。通过自定义形态学操作 IP 核和电机驱动扇叶搬运装置,提升了捡球成功率和存储容量。该机器人具备广泛的应用前景,适用于智能体育训练和赛事场地服务。
赛事期间,AMD 全力提供领先的 FPGA 技术支持与解决方案,为参赛者筑牢软硬件基础。高效的开发工具搭配详实的文档资源,助力参赛者充分释放创新潜能,展现自身实力。此外,AMD 通过技术指导与经验分享,与参赛者建立了紧密联系,为科技新生代搭建了成长与交流的优质平台。
作为大赛发起方之一,AMD 大学计划与全国大学生 FPGA 创新设计大赛携手走过八年深度合作历程,累计支持培养上万名大学生。八年的携手共进,从传统 FPGA 平台迈向广泛普及的 Zynq 平台,AMD 坚持以赛促学,实现了技术与人才培育的双丰收。展望未来, AMD 期待这些年轻参赛者在科技领域茁壮成长,为各行各业的发展注入智慧与力量。
文章来源:Xilinx赛灵思官微