一场从感知到实战的硬核攻坚旅程|2025嵌赛紫光同创杯优秀作品专访

 

11月30日，由中国电子教育学会主办，东南大学和南京江北新区管理委员会共同承办的“第八届全国大学生嵌入式芯片与系统设计竞赛-FPGA创新设计赛道”决赛在南京圆满落幕！紫光同创杯赛再次斩获佳绩！

 

近期，小眼睛科技对部分获奖作品进行了专访，将陆续为大家推出优秀作品展。让我们一起走进获奖队伍的台前幕后，看看他们是如何过五关、斩六将，从全国3900+支队伍中脱颖而出，一路冲刺到全国总决赛，斩获殊荣！本篇将对2025嵌入式竞赛全国总决赛一等奖的获奖作品（部分，排名不分先后）进行专访。

 

福州大学 摸鱼不如搞实验队

2025嵌入式竞赛全国总决赛一等奖

获奖作品：《基于紫光同创FPGA的智能信号分析与测试系统》

获奖队伍：福州大学-46054-摸鱼不如搞实验队

作品评语：团队基于国产FPGA平台，摒弃传统算力堆砌，创新性地利用纯逻辑资源构建SNN脉冲神经网络，在零DSP消耗下实现了边缘端波形的毫秒级智能识别，深刻诠释了“架构效能”的设计理念。结合自适应微弱信号捕获与全硬件并行流水线，系统成功在有限资源下实现了从“精准感知”到“智能认知”的跨越。

 

01 作品简介

    本系统基于紫光同创FPGA开发板（Logos2系列）设计，外接小眼睛科技官方配套的国产ADC模块、蓝牙模块和自主设计的模拟前端等进行扩展。以“设计重塑硬件价值”为理念，通过软硬件协同设计构建了一套以国产芯片为核心，集采集、分析、诊断于一体的智能信号分析系统。

      在FPGA端，采用全硬件并行流水线架构，完成了信号接收、存储、处理和传输的流程。首先对ADC采集的高速数据流进行二次采样、去直流及Blackman加窗等时域预处理。然后，利用FPGA片内DSP资源调用2048点FFT IP核，实现了高刷新率的频谱分析、频率跟踪及总谐波失真（THD）等的实时计算。时域信号同时直接用于信号分类，通过创新性地部署了轻量级脉冲神经网络（SNN）硬件加速器，使用纯逻辑电路构建LIF神经元模型，摒弃了传统乘法运算，仅需单个信号周期即可完成正弦波、方波、三角波及锯齿波的毫秒级实时推理与分类。

      在模拟前端设计中，采用可编程增益放大器对输入信号进行放大，配合FPGA上实现的动态阈值迟滞比较算法，实现了宽动态范围信号的自适应捕获。

      在数据交互与输出设计中，设计了数据缓存管理与多模态显示接口。本地通过SPI接口驱动屏幕实时刷新波形与参数；远程通过UART控制器对接蓝牙模块，实现了数据帧的打包无线透传。系统内部集成了自动测试判定逻辑，可根据设定阈值直接驱动LED报警，实现无人值守监测。

      在上位机设计中，上位机程序可视化使用Python语言开发，利用PyQtGraph库实现了低延迟、高帧率的动态频谱绘制。软件通过虚拟串口接收蓝牙数据，实时解析并显示幅值、频率及AI波形识别结果，并提供反向控制接口，允许用户远程下发阈值配置指令，实现了“人机分离”的闭环控制。

 

02 队伍介绍

指导老师：

王法翔，讲师，福州大学物理与信息工程学院

张昂，高级实验师，福州大学物理与信息工程学院

 

队员1：虞轶杰

福州大学物理与信息工程学院本科生

队员2：吴宇轩

福州大学物理与信息工程学院本科生

队员3：林佳焌 

福州大学梅努斯国际工程学院本科生

 

团队专访
 

可以介绍一下为何在众多赛道中选择紫光同创杯赛吗？

我们选择紫光同创赛道，不仅是出于对国产FPGA的支持，更是在当前国外技术封锁严峻的大背景下，对实现技术自主可控的一种积极回应。我们深知，过度依赖高端进口芯片无法带来真正的安全。Deepseek的成功证明了通过优秀的架构设计也能突破算力瓶颈。因此，我们希望挑战在有限的硬件条件下，通过有效的软硬件协同设计来挖掘国产芯片的潜能。紫光同创提供的Logos2系列芯片拥有丰富的逻辑资源和DSP资源，能够支持我们构建全硬件并行处理系统。此外，紫光同创完善的开发环境和IP核支持，也为我们攻克复杂的信号处理算法提供了坚实的底层保障。我们希望通过实践证明，国产平台也能具备高端仪器的“认知”能力，这正是我们选择该赛道的初衷。

 

参加本次紫光同创杯赛有什么样的收获和体会呢？

这次比赛对我们来说是一次从理论到实践的深度磨砺，收获颇丰。技术层面上，我们挑战了将脉冲神经网络（SNN）部署在FPGA上。从零开始学习LIF神经元模型，到将其“翻译”为Verilog代码，我们成功实现了轻量级、低功耗的AI信号分类，深刻体会到FPGA将软件算法的“慢”转化为硬件执行的“快”的独特魅力。

 

当然，比赛过程也充满挑战，从调试ADC驱动时的反复抓包，到设计FIFO解决跨时钟域数据流匹配，再到利用过零检测实现高精度相位差计算，每一个难关的攻克都极大提升了我们的硬件调试与系统设计能力。

 

特别感谢紫光同创和小眼睛科技提供的先进FPGA平台与竞赛机会，为我们的系统功能开发提供了坚实的硬件保障。正是这些优秀的国产软硬件生态支持，让我们能够顺利完成从“感知”到“认知”的系统构建，这必将成为我们未来工作中的宝贵财富。

 

对于未来有什么新的期待吗？

基于目前的成果，我们计划扩展SNN网络规模，尝试识别AM、FM、QPSK等更复杂的调制信号，甚至探索异常信号监测。在硬件上，我们希望能适配更高位数和采样率的ADC，提升系统的带宽与精度，使其适应更严苛的工业场景。

 

另外，我们也期待像紫光同创这样的领军企业能持续推出更多元化、高性能的FPGA产品，同时带动软硬件开发生态的共同繁荣。只有构建起一个从底层芯片、中间件到上层应用完全自主可控的强健生态，我们才能真正打破技术壁垒，让国产芯片在高端工业与AI领域占据一席之地。

 

 

电子科技大学 奶龙粉丝团

2025嵌入式竞赛全国总决赛一等奖

获奖作品：《基于FPGA的智能信号分析与测试系统》

获奖队伍：电子科技大学-48470-奶龙粉丝团

 

01 队伍介绍

指导老师：王忆文

参赛队员：王俣璇 王竣禾 苏思远

 

02 团队专访

 

参加本次紫光同创杯赛有什么样的收获和体会呢？

      我们的项目是基于FPGA的智能信号分析与测试系统。该系统充分利用紫光同创板卡的强大硬件资源与高可编程性，搭建了基于开源RISC-V软核SoC架构，并创新性地集成了数字锁相放大器与MLP加速器，实现了软硬件结合的设计。

 

在功能上，它不仅具备最大/最小值、频率、FFT等全面的基础与扩展测量参数，还通过数字锁相放大技术实现了对微伏级小信号的精准检测；更具创新性的是，我们利用MLP神经网络实现了AI辅助诊断功能，能够迅速且高准确率地识别四种波形。此外，系统还支持蓝牙远程控制与自动化测试，极大地提升用户体验与系统的应用范围。最终，我们构建出了一个功能全面、精度高、具备智能辅助能力的信号分析平台。

 

在导师的悉心指导下，我们经历了两个多月的紧张开发、调试与优化。在这个过程中，我们不仅深入掌握了FPGA硬件设计、SoC架构搭建以及信号处理等前沿技术，如数字锁相、实时FFT等，还锻炼了将AI融入嵌入式系统的软硬件协同设计能力。

 

感谢本次大赛组委会、感谢紫光同创及小眼睛科技团队为我们提供了宝贵的学习交流与实践平台，让我们有机会接触到最新的技术，并将课内所学融会贯通，完成了这个具有挑战性的项目。我们相信，这次大赛的经历对于团队的每一位成员来说，都是一次难得的磨砺与值得珍藏的宝贵财富！

 

 

福州大学 超燃耀！

2025嵌入式竞赛全国总决赛一等奖

获奖作品：《基于ARM+FPGA的智能病变识别系统》

获奖队伍：福州大学-43954-超燃耀！

 

01 队伍介绍

指导老师：林志坚

参赛队员：胡景超 李浩燃 洪培耀

 

 

02 团队专访

参加本次紫光同创杯赛有什么样的收获和体会呢？

     参与 2025 年全国 FPGA 创新设计大赛，对我们团队来说是段超有收获的经历。我们瞄准基层医院缺专业诊断资源、人工阅片效率低的问题，用紫光同创开发板做了 “ARM+FPGA” 架构的智能病变识别系统。三人分工协作，平衡FPGA 图像预处理、 ARM 端模型部署、识别模型优化三者工作量，遇到数据传输、格式适配这些难题，就一起讨论调试，慢慢打通了 “采集 - 预处理 - 推理 - 显示” 全流程。

    这次比赛让我们把专业知识真正用到了实际场景中，学会了在性能和实用之间找平衡，也懂了技术得贴合需求才有用。这段经历不仅提升了我们的技术和协作能力，更让我们明白，用技术帮基层解决实际问题，才是最有意义的创新。

 

 

西安电子科技大学 BHZ队

2025嵌入式竞赛全国总决赛一等奖

获奖作品：《FPGA信号分析仪》

获奖队伍：西安电子科技大学-44172-BHZ队

 

01 队伍介绍

指导老师：王新怀 徐茵

参赛队员：白润辉 黄嘉怡 张鹏举

 

 

02 团队专访

 

参加本次紫光同创杯赛有什么样的收获和体会呢？

很高兴在本次比赛中使用紫光同创PG2L100H FPGA完成高性能信号分析系统的开发。在系统集成过程中，我们曾面临时序违例、噪声抑制、多模块协同等挑战，通过深入优化时序约束与架构设计，最终实现了系统在85MSPS采样率下的稳定运行。

 

本次实践让我们对FPGA的时序设计、硬件协同与系统调试有了更深刻的理解，也积累了从算法仿真到工程实现的完整经验。感谢紫光同创提供的平台与支持，我们将在嵌入式信号处理领域继续探索，不断提升技术水平。

 

 

 

西安电子科技大学 是深藏BLUE队

2025嵌入式竞赛全国总决赛一等奖

获奖作品：《匠领智检——信号分析测试系统》

获奖队伍：西安电子科技大学-43530-是深藏BLUE队

 

01 队伍介绍

参赛队员：陈慧 吴言磊 谢小凡

 

 

02 团队专访

 

参加本次紫光同创杯赛有什么样的收获和体会呢？

本次我们团队的参赛作品，是一款以紫光同创 PG2L100H-6FBG676 为核心的高精度智能信号处理系统。在仅两个月的紧凑研发周期中，我们完成了从一知半解到熟练驾驭、从一头雾水到思路清晰的蜕变，而这背后，是一场场与技术难题的正面攻坚。

 

研发初期，资源紧张的困境曾让我们寸步难行。为了在芯片有限的逻辑单元与存储资源中，兼容系统所需的多项核心功能，我们反复打磨代码结构、优化算法逻辑，甚至对部分关键模块进行彻底重构，在”取舍“与”精进“中找到功能与资源的平衡。还有，快速数字锁相放大、调制参数计算、6类波形智能识别等都没有现成经验可循，我们只能在一次次试错中积累数据、调整方案。无数个通宵达旦的夜晚，我们在调试、仿真、验证的循环中反复摸索，只为攻克一个又一个技术卡点。

 

最终测试中，系统成功实现 1Hz-50MHz 的宽频捕获，达成 1mV 的幅度分辨率与 0.02 度的相位差测量精度，100uV微弱信号测量，各项指标均圆满满足设计要求。那一刻，一切都值得！

 

这次参赛不仅让我们将课堂所学的理论知识，成功转化为兼具工程实用性的产品，更让我们真切见证了国产化FPGA在高精度信号处理领域的巨大潜力。未来，中国“芯青年”们必定在科技自立自强的道路上稳步前行，用创新与坚守，回应时代赋予的使命与担当。

 

 

陕西科技大学 深藏blue

2025嵌入式竞赛全国总决赛一等奖

获奖作品：《FPGA智能信号分析仪》

获奖队伍：陕西科技大学-46157-深藏blue

 

01 队伍介绍

指导老师：张俊涛 任兴荣

参赛队员：吉宸希 雷程博 张乐琪

 

 

02 团队专访

 

参加本次紫光同创杯赛有什么样的收获和体会呢？

在本次竞赛中，我们能勇夺全国一等奖，离不开团队每一位成员的熬夜攻关、通力协作，也离不开指导老师们的全程陪伴、精准指引。感谢赛事主办方与紫光为我们创造了这个锤炼本领、展示风采的宝贵机会，感谢小眼睛科技提供的技术支持与答疑，让我们顺利攻克诸多技术难关，交出了一份满意的答卷。

 

 

深圳技术大学 我是紫光小姐的狗

2025嵌入式竞赛全国总决赛一等奖

获奖作品：《紫芯智驾》

获奖队伍：深圳技术大学-我是紫光小姐的狗
 

 

01 队伍介绍

指导老师

赛高乐，深圳技术大学集成电路与光电芯片学院助理教授

 

 

王志忠，深圳技术大学集成电路与光电芯片学院特聘教授

 

 

团队成员：解富文 敬韩辉 鞠少欣

 

02 团队专访

 

参加本次紫光同创杯赛有什么样的收获和体会呢？

作为三个大三学生，从项目启动到落地的2个多月里，我们真正把课堂上学的理论变成了能跑起来的辅助驾驶系统，也切身体会到"从图纸到实物"的每一步都藏着挑战。从摄像头驱动的调试到夜视算法的优化，从硬件时序的校准到功能模块的联调，每一步都充满挑战，也让我们深刻体会到“从图纸到实物”的不易。当八路图像稳定显示、夜间车道线清晰识别、自动刹停功能可靠触发时，那种由代码转化为真实动作的成就感，成为了我们持续攻坚的最大动力。

 

这段经历不仅是一次技术实践，更是一堂生动的团队协作课。在项目推进中，我们根据专长自然分工——有人深挖硬件时序，有人优化算法参数，有人主导系统集成，并在遇到瓶颈时及时补位、共同探讨。那些在实验室里反复调试、并肩作战的日子，最终凝结为一段宝贵的技术成长记忆，也让我们对工程落地有了更真切的认识。

 

 

写在最后

再次恭喜所有获奖队伍！非常感谢参与小眼睛科技专访的各个获奖队伍！作为紫光同创生态合作伙伴，小眼睛科技助力紫光同创高校生态布局，将继续与各高校加强产教融合、产学研合作，协助紫光同创为高校学子搭建高水平创新和展示平台，为培养高素质集成电路人才贡献力量。中国“芯”青年，奋进向未来！