第六届集创赛——华大九天杯

华大九天杯

一、杯赛题目：数字波形的快速高效压缩算法

二、参赛组别：A组、B组

三、赛题背景：

在电路仿真过程中，会存储电路的一些信号随时间变化的状态，以便进行后续的查看和分析。随着电路规模的增大和对精度要求的提高，需要查看的信号个数和时间点也急剧增加，导致所存储的波形文件达到几GB甚至几百GB，给存储空间带来了压力。考虑到电路信号的一些特点，可以对其进行压缩，以减小波形文件的大小。

四、赛题任务：

设计一套高效快速数字波形压缩、解压缩算法。

五、设计指标：

1. 精度要求：数字波形X轴数据为整数，Y轴为0， 1，Z，X因此压缩波形文件解压后与原文件不能存在精度误差。

2. 压缩率：压缩率要求所有华大九天提供的案例与华大九天提供的REF压缩率相当。计算公式：

3. 运行内存：程序在整个运行过程中总的内存不能超过2G（包括压缩和解压缩以及自身运行需要的内存等）。

4. 压缩时间为读取原始波形文件，到输出压缩文件完成的时间，时间越短，分数越高。

5. 解压缩时间为对随机、给定数目的信号，从压缩文件中读取并解压缩后，将对应的信号值写入波形文件的时间，时间越短，分数越高。

6. 支持增量式压缩/解压波形文件:支持指定信号从指定的起始时间，到结束时间读取压缩波形数据；支持并行读取原波形文件输出压缩文件。

六、附加题或进阶指标：

1. 压缩率高于华大九天提供的参考压缩率,华大九天将在开赛时提供参考VCD波形文件已经对应参考压缩率。

2. 解压缩时间少于华大九天提供的参考时间。

3. 支持异步波形的解压缩: 与同步信号相比，异步信号使用非统一的X坐标轴，即每个信号使用单独的X坐标轴。每个信号的点数不一样，甚至start和stop都可能不一样。

七、杯赛阶段及提交内容：

             1. 初赛和企业技术评分：

1) 技术文档；除了需要完成程序设计和测试，还需要完成一份设计报告，包含算法设计和测试效果

2) 算法测试数据；

2. 分赛区决赛提交内容

1) 汇报PPT：算法介绍、关键技术介绍、性能指标

2) 详细设计方案：解压缩算法、关键技术原理分析及性能指标要求

3) 算法验证文件：解压后的波形文件。

3. 总决赛提交内容

1) 汇报PPT：算法介绍、关键技术介绍、性能指标

2) 详细设计方案：解压缩算法、关键技术原理分析及性能指标要求

3) 算法验证文件：解压后的波形文件。

八、评分标准：

九、参赛资源说明

1. 华大九天提供用于竞赛的原始波形文件（VCD格式），文件大小在几十M到50G之间。每个波形文件经过测评后，都会得到一个分数。将所有波形文件的分数加起来，得到的总分数，将作为比赛的最终评分；

2. 压缩前，为了方便参赛者读取原始波形文件，得到用于压缩的原始波形数据，华大九天将提供读取原始波形文件的接口（以.so的形式）；解压后的数据需要输出到一个文件中，输出数据的接口由华大九天提供（以.so的形式）。

十、其他注意事项：

1. 波形文件的接口都是用C/C++写的。另外，由于需要对运行时间和内存进行评分，因此，必须排除语言本身带来的性能差别。gcc的版本限定为gcc 4.8.2 ，最高支持版本为C++11（暂时不支持C++14及更高的版本）。

2. 我们会提供服务器以及运行环境，包括编译器，操作系统等都会配置好。总体而言，我们的环境为linux，操作系统为Redhat CentOSXXX x86_64。

3. 对具体算法没有限定，但是不能将整个波形文件的数据全部读出来再进行压缩，这个也是设定内存使用限制的最大原因。

4. 杯赛企业与参赛团队共同拥有作品的所有权。

5. 参赛项目可以参考现有公开发表的文献和论文内容，但应当在技术论文和答辩PPT中注明来源，且不能将参考的内容作为自己作品的创新部分。

（请参赛团队务必添加所报名杯赛的答疑群中，以便及时获取杯赛最新通知及进展，群号码及入群方式：点击查看）