全国大学生集成电路创新创业大赛

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单项奖
IEEE杯

杯赛题目:面向4G/5G通信的高能效CMOS功率放大器设计

参赛要求:本科生组/无限制组

赛题内容:

本赛题是5G通信CMOS射频前端电路系列设计之三(前二题分别是2017年的宽带LNA设计与2018年的覆盖28/39GHz的PLL设计),主题是采用包络跟踪(Envelope Tracking)电路程式的射频功率放大器(PA)设计,强调的性能指标为满足一定的射频信号功率输出条件下,尽可能地提高能量转换效率(PAE:power added efficiency)。

设计要求及指标:

1. 采用65nm CMOS工艺(及相应的PDK)

2. 射频载波频率为LTE Band 41的2.535GHz,带宽20MHz,调制方式16QAM,包络信号与基带I/Q信号由数字电路产生(参考Muhammad Hassan, Peter M. Asbeck, Lawrence E. Larson (UCSD), “A CMOS Dual-Switching Power-Supply Modulator with 8% Efficiency Improvement for 20MHz LTE Envelope Tracking RF Power Amplifiers,” ISSCC 2013, p. 366.)

3. 不采用包络跟踪(ET),同时能达到同样输出功率和能效的其他结构和方案亦可。但网表必须是晶体管级别的,也应当采用65nm工艺。

4. 包括跟踪部分的电路,如果不能做到晶体管级别,可采用行为级模型代替并实现混合仿真。行为级模型要说明如何校准和补偿结果的正确性。

5. 输出信号功率要求不低于23dBm,PAE>35%,给出ACLR (Adjacent Channel Leakage Ratio),Vdd=2.4V(建议电压)

6. 以上结果可以从整个系统电路的前仿得到,器件/元件模型由PDK得到。

作品提交:

1. 模拟工具建议采用Cadence SpectraRF Workshop,特别是其中的ENVLP(指envelope)与ACPR(指邻近信道功率比)的软件程序来进行分析与设计验证。

2. 提交完整设计文档和设计数据,包括电路/系统设计分析

评分规则:

1. 网表(netlist)设计与模拟,包括文档说明:70分

2. 模拟结果(前仿)及分析:25分

3. 文献调研与评价: 5分

4. 说明:相同设计结果的情况下,晶体管级别的设计评分应当优于行为级模型的设计。

(总计:100分)

注意事项

1. 参加企业命题杯赛的作品,杯赛出题企业有权在同等条件下优先购买参加本企业杯赛及单项奖获奖团队作品的知识产权。

大赛组委会对参赛作品的提交材料拥有使用权和展示权。


附件:IEEE杯赛题背景介绍和设计思路提示



中天杯

杯赛题目:端云一体芯片平台的应用开发

参赛要求:本科生组/无限制组

赛题内容:

基于中天DTU模组(CP6301)外接传感器或者外设形成演示设备,在云端开发驱动和应用程序并通过YoC(Yun on chip)软件框架下推到设备端,实现端云一体芯片的敏捷开发。

作品提交:

1. 设计报告:

(1) 作品展板(团队介绍、项目心得体会、项目研发情况、技术创新点、后续工作)

(2) 作品PPT(团队介绍、项目心得体会、项目研发情况、技术创新点、后续工作)

(3) 设计方案描述(基于DTU模组通过端云一体开发实现某个特定功能)

(4) 系统演示图片或视频

2. 设计数据:

(1) 系统方案和规格书

(2) 硬件开发板

(3) 开发的软件

评分规则:

内容

分值

评分要求

系统硬件设计

20分

DTU硬件资源在系统中的应用情况,包括RS485, GPIO及WIFI;(5分)

系统硬件方案是否能实现某一具体应用领域场景的实际需求; (10分)

清晰易读的系统硬件开发资料及使用文档;(5分)

设备入云及完成应用开发

30分

配置设备接入阿里云 (5分)

通过简易SDK完成设备外接传感器的远程配置及设备外接传感器数据读取 (20分)

清晰易读的系统软件设计文档 (5分)

系统及设备展示(PPT)

20分

系统设计针对具体场景应用的价值及创新性 (10分)

系统软硬件方案的特性展示 (10分)

平台演示

30分

硬件功能展示(10分)

完成系统功能演示 (20分)

注意事项

1. 参加企业命题杯赛的作品,杯赛出题企业有权在同等条件下优先购买参加本企业杯赛及单项奖获奖团队作品的知识产权。

2. 大赛组委会对参赛作品的提交材料拥有使用权和展示权。

3. 为了确保大赛的公平性,每支报名并参与中天杯赛的队伍将免费获得DTU模组(壹套)。如确有项目需求,请向企业申请,申请通过后需另外向企业采购。

本次中天杯赛中的传感器由参赛队伍自行安排采购。建议的传感器接口类型采用RS485。


紫光同创杯

杯赛题目:基于PGL22的算法应用设计

参赛要求:本科生组/无限制组


子题目1: 基于PGL22伺服电机控制系统设计

1. 设计要求:(60分)

(1) 基于PGL22设计一套伺服电机控制系统;

(2) 电机控制算法不限于FOC、BLDC等;

(3) 外部参数可通过uart等接口进行传输;

(4) 电机驱动芯片可自选。

2. 设计指标:

(1) 在PGL22上实现电机控制算法;(20分)

(2) 能精确测量出当前电机位置、速度和电流等;(20分)

(3) 加分项)利用PGL22自带的ADC模块进行数据采集;(10分)

子题目2:基于PGL22视频缩放算法实现

1. 设计要求及指标:

(1) 采用常用的输入以及输出分辨率,可从括号内容中随意选择两种(600*480@60hz、800*600@60hz、1024*768@60hz、1280*720@60hz、1280*1024@60hz、1366*768@60hz、1400*1050@60hz、1600*1200@60hz、1920*1080@60hz、1920*1200@60hz)----(20分)

(2) 支持的视频格式:rgb888、yuv4:2:2、yuv4:2:0(自由选择);----(20分)

(3) 支持像素的位数:8bit、10bit、12bit(自由选择);----(10分)

(4) scaler 支持采样窗口大小可选,例如:2*2, 3*3, 4*4等;----(20分)

(5) scaler 接口采用fifo接口或者axi接口方式;----(10分)

(6) 经缩放算法实现后,图像缩放整体清晰、平滑;----(20分)

(7) (加分项)scaler 支持分辨率输入和输出参数以及相位参数可以配置;----(10分)

(8) 自由选择项,评委老师可根据作品难度在可得分内酌情打分,不做为加分项

2. 参考方案建议:

比如视频输入分辨率720p rgb888经过scaler算法放大到1080p,视频经过ddr,到HDMI tx 输出1080p到液晶屏。

3. 总体规则:

(1) 作品完成度必须要求上板通过,完成仿真只能获得总分数60%。

(2) 根据功能点完善、性能指标等情况,在功能点总分数内酌情打分。

注意事项

1. 参加企业命题杯赛的作品,杯赛出题企业有权在同等条件下优先购买参加本企业杯赛获奖团队作品的知识产权。

2. 大赛组委会和杯赛企业对参赛作品的提交材料拥有使用权和展示权。


紫光展锐杯

杯赛题目:待定

参赛要求:待定




华夏芯杯

杯赛题目:基于SB3500平台的MTCNN+FaceNet人脸检测及识别实现

参赛要求:本科生组/无限制组

赛题内容:

华夏芯SDR DSP芯片开发板上实现MTCNN+FaceNet人工智能人脸检测及识功能,并对算法进行PRU和多线程优化,使算法运行速度达人脸识别性能达到最优。


设计要求:

1. 设计一套能SDR DSP芯片开发板正确运行的MTCNN+FaceNet人脸检测及识别系统,采用标准C语言实现。

2. MTCNN、FaceNet模型训练采用caffe框架。MTCNN模型训练使用WIDER FACE数据集;FaceNet模型训练使用CASIA-WebFace-Database数据集。

3. MTCNN能正确检测人脸FaceNet正确识别MTCNN检测到的人脸

4. 人脸识别需要满足one-shot-learning的要求,通过一个样本进行学习,能够认出同一个人,对于新增的人,无需重新训练FaceNet模型

5. 对算法进行定点化处理,使用SDR DSP芯片RPU和多线程技术进行算法优化。


作品提交:

a) 设计报告:

i. 作品展板(团队介绍、项目心得体会、项目研发情况、技术创新点、后续工作)

ii. 作品PPT(团队介绍、项目心得体会、项目研发情况、技术创新点、后续工作)

iii. 设计方案描述(神经网络结构及算法实现处理能力及存储需求

iv. 功能仿真及测试结果图

v. 系统展示图片、或视频

b) 设计数据:

i. MTCNNFaceNetCaffe模型文件(*.prototxt, *.caffemodel)SDR DSP代码,测试结果


评审标准

1、功能正确

浮点算法在采用标准数据集的检测概率和识别率与caffe相当(采用200张图片进行测试,跟caffe相比检测和识别概率允许2%的下降;超出允许范围的,性能每下降%1扣145分)

2、设计文档

包括整个设计构架的说明,基本设计框图。(5分)

3、优化设计

1) 提供MTCNN +FaceNet 16位定点代码,功能正确。(20

2) 算法中的卷积算子采用RPU实现。10

3) 算法中的卷积算子采用多线程实现。10

4、性能评估报告:    

1) 浮点算法、定点算法RPU和多线程优化后的SDR DSP芯片运行cycle统计(5)

2)检测概率、识别率统计及评估5分)


注意事项

1. 参加企业命题杯赛的作品,杯赛出题企业有权在同等条件下优先购买参加本企业杯赛及单项奖获奖团队作品的知识产权。

2. 大赛组委会对参赛作品的提交材料拥有使用权和展示权。

杯赛题目:基于0.18umBCD工艺同步降压式单片DC-DC电源芯片设计

参赛要求:本科生组/无限制组

赛题内容:

基于0.18umBCD工艺,设计同步降压式单片DC-DC电源芯片,设计芯片应满足如下项目设计指标要求。

(1) 输入电源电压范围:1.6V~6.3V;

(2) 转换效率:95%(VO=3.3V);

(3) 最大输出电流:6A;

(4) 输出基准电压0.8V,精度:±1%;

(5) 内部集成双NMOS输出管,导通电阻:50mΩ;

(6) 内置软启动、低压保护、过流保护、过温保护;

(7) 内置振荡器时钟频率:100KHz~1MHz;也可外部输入时钟;

(8) 具备全片EN信号。

作品提交:

1. 设计报告:

(1) 作品展板(团队介绍、项目心得体会、项目研发情况、技术创新点、后续工作)

(2) 作品PPT(团队介绍、项目心得体会、项目研发情况、技术创新点、后续工作)

(3) 详细的设计报告

2. 设计数据:

(1) 芯片规格书和应用手册

(2) 芯片电路网表

(3) 芯片仿真文件

(4) 芯片版图GDS文件

(5) 芯片测试规范(包含产品测试电路、端口激励信号、正常输出端口信号波形)

评分规则:

内容

分值

评分要求

1.电路结构设计

30分

1. 电路结构完整,符合设计要求。10分

2. 器件参数设计全面。15分

3. 设计报告内容详细充分。5分

2.电路模块仿真

20分

1. 仿真电路完整、清晰。5分

2. 模块仿真结果正确,合理。10分

3. 设计报告内容详细充分。5分

3.整体电路仿真

30分

1. 仿真电路完整、清晰。5分

2. 仿真结果满足指标要求。20分

3. 设计报告内容详细充分。5分

4.芯片版图

20分

1. 芯片版图完整、标识清晰。5分

2. DRC、LVS检查结果通过。10分

3. 设计报告内容详细充分。5分

注意事项

1. 参加企业命题杯赛的作品,杯赛出题企业有权在同等条件下优先购买参加本企业杯赛及单项奖获奖团队作品的知识产权。

2. 大赛组委会对参赛作品的提交材料拥有使用权和展示权。


NI杯

杯赛题目:运算放大器(OP-AMP)芯片测试

参赛要求:仅限本科生组

赛题内容:

一、 初赛环节

NIC公司最近正在竞争一个定制运算放大器芯片设计的订单机会,需要按照甲方需求尽快提交芯片的设计和测试方案参加评审会。你们作为NIC公司的芯片研发和测试团队,承担了这个任务,需要在2019年xx月xx日以前完成芯片的设计和测试方案,方案的好坏直接决定了甲方是否会和NIC公司合作。

甲方对于芯片的设计和测试方案要求如下:

1. 客户关心OP-AMP的直流特性,输入失调电压、输入偏置电流、开环增益电源抑制、共模抑制等;不限工艺类型;

2. OP-AMP芯片的接口和封装形式可自行设计

3. 要求基于Multisim实现该OP-AMP芯片的电路原理仿真

4. 要求基于Ultiboard实现该OP-AMP芯片的测试接口板设计

5. 要求基于ZY-3100半导体测试实训平台完成该OP-AMP芯片的自动化测试方案设计,测试项需要尽量多的覆盖该OP-AMP芯片的静态参数指标和部分动态参数指标测试,并给出每种指标的测试原理和基于指定测试平台的实现方式

6. 要求提交该OP-AMP芯片的Multisim仿真源文件、Ultiboard设计源文件和Gerber文件以及测试方案详细设计文档

二、 决赛环节

NIC公司的方案已经被甲方采纳。目前已经有现成少量样片生产出来,需要你们现场实测样片的各项指标是否满足设计要求。测试团队针对该芯片已经编写好了一套测试程序框架,并完成了部分指标的测试。在测试现场,甲方要求增加实测该芯片的某2个指标,你们需要在现场2个小时内完成这两个指标的测试程序开发,并且集成到总体测试程序框架中。

决赛环节的说明:

1. 现场测试的芯片选定某商用OP-AMP芯片,于决赛前2天公布;

2. 测试系统现场已经搭建好(包括测试对象OP-AMP芯片),参赛队伍在此基础上进行开发即可。测试硬件平台基于ZY-3100半导体测试实训平台实现,测试软件框架基于LabVIEW实现;

3. 现场比赛时长2个小时;

评分规则:

1. 初赛阶段评分依据

(1) 芯片的Multisim仿真源文件的实现情况

(2) 测试接口板Ultiboard设计源文件和Gerber文件的实现情况

(3) 测试方案的完整性和合理性

(4) 初赛评分标准细则

初赛评分标准

电路原理仿真(20%)

原创性(5%)

仿真模型是否为学生原创思想;  实现方法是否具备创新性;          是否存在抄袭;

技术方面(15%)

仿真模型设计是否合理;              技术指标能否满足比赛要求;        源文件;

测试接口板设计(15%)

原创性(5%)

是否为学生原创思想;                 实现方法是否具备创新性;          是否存在抄袭;

技术方面(10%)

PCB设计是否符合规范;                   源文件;

测试方案设计(65%)

方案文档规范性(15%)

方案文档可读性;
是否存在抄袭;

方案设计合理性(50%)

测试方案覆盖的静态参数和动态参数测试项;                                       每个测试项测试原理和实现方法;                              测试方案是否完整、合理;          

2. 决赛阶段评分依据

(1) 规定时间内,测试程序的编写情况

(2) 测试程序的运行情况

注意事项

1. 参加企业命题杯赛的作品,杯赛出题企业有权在同等条件下优先购买参加本企业杯赛及单项奖获奖团队作品的知识产权。

2. 大赛组委会对参赛作品的提交材料拥有使用权和展示权。


arm杯

杯赛题目:ARM SOC设计

参赛要求:本科生组/无限制组

赛题内容:

利用Arm Cortex-M3 DesignStart处理器在可编程逻辑平台上构建片上系统,实现图像采集,图像处理和人机交互功能,观察并优化系统的性能。

使用ArmCortex-M3 DesignStart Eval提供的处理器IP,在你的可编程逻辑平台(需要指定FPGA平台)上构建简单的Cortex-M3片上系统。
系统应至少包含:

ArmCortex-M3 DesignStart处理器;

利用片上及板上资源实现的ROM与RAM;

与芯片外部引脚连接的GPIO外设。

使用KeilμVision工具编写并生成软件程序,实现GPIO输出引脚跟随GPIO输入引脚变化。将对应的输入、输出引脚连接至板上开关与LED,确认程序正确运行。

如上图,在FPGA中编写图像传感器的接口和数据缓存,作为Cortex-M3片上系统的一个外设,并编写软件程序,将图像传感器的采集结果显示在开发平台自带的液晶屏上。

在Cortex-M3上编写软件程序,识别摄像头拍摄到的6位数字并显示在LCD屏上。可以在FPGA中设计硬件加速器,帮助Cortex-M3加快图像识别的速度。

利用以上实现的系统,进行30张图像识别挑战赛:(此选项需要进行细致的前期工作,确定测试环境,待测卡片,评分标准等)

搭建组委会给出的标准灯箱测试环境;

制作组委会给出的标准待测数字卡30张;

考察系统的识别正确率和识别速度;

作品提交:

1、设计报告:

作品展板(团队介绍、项目心得体会、项目研发情况、技术创新点、后续工作)

作品PPT(团队介绍、项目心得体会、项目研发情况、技术创新点、后续工作)

系统设计方案

功能仿真及测试结果图

系统展示图片、或视频

2、设计数据:

系统原理图、软硬件代码,仿真和测试结果;

现场测试比赛

3、评分规则:

内容

分值

评分要求

1.  完成Cortex-M3片上系统的基础设计

20分

1.  正确获得Arm Cortex-M3DesignStart Eval IP,正确使用内部总线连接存储器与外设;

2. 在硬件平台上实现系统,并正确编译、下载软件程序, 现场编程调试,通过按键改变LED等的闪烁方式或频率证实系统运行情况;

2.  完成图像传感器芯片的数字接口设计,并作为与Cortex-M3片上系统的外设

20分

1.  详实规范的设计文档

2.  编写软件成功实现图像采集;

3. 数字接口设计的功能仿真结果等可视化成果;

3.  图像识别算法的实现

30分

1.  图像识别算法的详实设计方案

2. 图像处理协处理器的功能仿真结果等可视化成果

4.  现场演示

30分

1.  现场演示图像识别功能

2.  追求更高的识别正确率和速度


注意事项

1. 参加企业命题杯赛的作品,杯赛出题企业有权在同等条件下优先购买参加本企业杯赛及单项奖获奖团队作品的知识产权。

2. 大赛组委会对参赛作品的提交材料拥有使用权和展示权。



杯赛题目:集成电路及交叉学科创新技术成果及创业项目

参赛要求:本科生组/无限制组

赛题内容:

1. 项目要求

集成电路及交叉学科,具有一定创新性和市场化前景的创新技术成果和创业项目。

技术领域包括但不限于新型器件(显示器件、存储器件、功率器件、传感器件等)、EDA软件、工艺材料、制造设备、集成电路模块及应用系统、智能硬件。

应用行业建议但不限于如下方向:人工智能、无人驾驶、先进显示、智能制造、智慧医疗、智慧教育、智慧城市、可穿戴设备、航空航天等。

2. 项目指标

项目指标不限,请根据应用场景自行确定。但要在设计报告中给出指标确定的依据和推算过程。

3. 使用工艺

如为芯片设计可选择使用华润上华0.18um工艺,优秀作品有流片机会;

作品提交:

1. 创新技术类项目设计报告:包含技术原理分析,具体架构和设计参数,设计实现,测试结果,演示实物和视频等。

2. 创业类项目报告请提交完整商业计划书,可包含如下内容:公司/团队介绍、技术与产品、市场分析、竞争分析、市场营销、投资说明、投资报酬与退出、风险分析、组织管理、经营预测、财务分析。

评分规则:

1. 技术创新性(40分):主要从技术创新性、先进性和知识产权等方面进行评价;

2. 项目可行性(30分):主要从技术可行性、商业模式可行性等方面进行评价;

3. 市场前景(20分):主要从项目产品市场空间或者社会效益方面进行评价;

4. 投资价值(10分):主要从项目发展阶段和进一步投资价值等多方面进行评价;


注意事项

1. 大赛组委会对参赛作品的提交材料拥有使用权和展示权。



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