2024集创赛职业技能赛项杯赛题目——依元素职业技能杯

依元素职业技能杯


一、杯赛题目:基于AMD(Xilinx) FPGA的数字频率计芯片设计


二、赛题背景

数字频率计在电子、通信、无线电等领域中被广泛用到,而目前对高精度数字频率计性能的需求越来越高,传统芯片的性能已经无法满足日益发展的高性能数字系统设计的需求。因此设计高性能的数字频率计芯片在数字化时代永不过时。FPGA作为芯片原型电路的验证与测试的载体,其灵活自主的架构非常适合数字芯片的设计。本赛题以依元素的EDK-S7-DCS或EDK-EGO-PRO平台实现一个高精度的数字频率计芯片的设计。


三、赛题内容:

设计一个闸门时间为1s的数字频率计芯片。闸门时间的概念如下:

sys_clk:系统的基准时钟

gate:根据基准时钟生成的闸门信号,用于生成一个固定的时间(例如1s,方便计算)

clk_fx:被测信号

1.设计指标

1. 测量方波信号,频率范围为1Hz-20MHz

2. 被测电压:0V3.3V

3. 测量方波信号的占空比,相对误差误差在10e-2以内

4. 测量数据刷新时间不大于2s,测量结果稳定。

5. 用整合的EGO_LCD IP核把被测频率数据显示在LCD屏上,并能自动刷新单位。

2.优化指标

1. 测量频率范围大于要求频率范围,并能保证误差率不变。

2. 设计所用到的逻辑资源更少或静态功耗更低。

3.附加题或进阶指标

1. 通过现场提供的ADC模块接入1Hz-20MHz范围的正弦波,进行测试。(10分)

2. 通过HDMIVGA显示出被测波形,并显示出信号相关参数。(10分)

4.杯赛阶段及提交内容

(1)技术资源申请和发放

申请文档

(2)初赛方式

线上考试

(3)初赛企业技术评分:

选择题

a) 理论题10道

b) 计算题10道;

(4)初赛提交内容

1) 组委会提供的线上考试平台,进行限时1小时的考试。

(5)总决赛提交内容

1) 现场考试,限时3小时。

2) 考核设计与实现一个数字频率计,依元素提供LCD显示模块的IP核,考生把输入的方波信号通过自己设计的数字频率计逻辑功能计算出频率,把结果接入依元素科技提供的LCD模块,进行结果显示

3) 考核以芯片的功能实现完整性为第一考核目标;当功能均实现的情况下,以设计的性能与静态功耗分析结果分出差异。附加题为高阶考核,完成将为考生额外进行加分。

5.评分标准:

大项

内容

分值

评分要求

性能指标70分)

1.电路性能指标

50

1. 满足设计指标中的全部基本要求;

2.设计完整性

30

1. 频率计功能是否完成。

2. LCD显示功能是否整合。

3. 完整的设计方案、仿真分析报告。

功能实现后,优化指标10分)

1.优化目标

20

1. 创新性:电路架构和算法是否有创新;

2. 性能:测试性能是否超出、显示刷新率是否超出

3. 功耗:满足技术指标下,功耗越小越好

附加题(20分)

进阶指标

20

1. 通过ADC模块接入1Hz-20MHz范围的正弦波,进行测试。

2. 通过HDMI或VGA显示出被测波形,并显示出信号相关参数。


四、赛题说明

1.参赛资源说明

依元素科技将为报名的参赛队伍免费提供开发板的借用EDK-S7-DCS 10套,EDK-EGO-PRO 30套)

借用申请方式点击链接或扫码申请):https://docs.qq.com/form/page/DU3ZVZ1dDWXdySktG

2.参考资料

1. 学习资料可参考依元素的官方B站或官方公众号:

依元素科技的个人空间-依元素科技个人主页-哔哩哔哩视频 (bilibili.com)


五、其他注意事项

1. 参赛所选用的FPGA开发平台限定于企业制定的开发板EDK-S7-DCSEDK-EGO-PRO

2. 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。

3. 大赛组委会和杯赛企业对参赛作品提交的材料,在大赛相关环节中有使用权和展示权。

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。