算能杯

一、杯赛题目：TPU赋能的边缘计算架构优化与创新应用设计

二、参赛组别：A组、B组

三、赛题背景

在人工智能、物联网及相关智能技术迅猛发展的浪潮下，我们正迈入一个深度智能化的时代。本赛题聚焦于前沿技术的实际落地与创新应用，参赛队伍应能够充分利用TPU的算力优势，将语言模型、边缘计算等技术，移植并部署于TPU硬件设备上。通过紧密结合AIoT生态体系，将这些技术广泛应用于多元场景及垂直领域，推动行业的智能化发展。

四、赛题任务

基于算能TPU硬件，实现智能系统的软硬件设计，创新算法与新应用，提供端到端解决方案。要求该系统利用算力优势，体现出TPU高效运算特点，设计中包含至少一项端到端语音模型或机器视觉的应用。

为此，参赛选手可以围绕不同TPU硬件的算力特点，在以下四个共性应用方向上进行系统设计与开发：智能教育、医疗健康、智能机器人和自动驾驶。选手应结合不同硬件的特性进行创新，具体要求如下：

1．针对端侧小算力处理器（如CV1800B/SG200X系列开发板），设计要求算法具备高实时性和快速反应能力，确保系统能够快速响应用户需求，并支持硬件模块的扩展，形成一个完整的嵌入式系统。智能机器人场景会是加分项。

2．对于边缘算力处理器（如BM1684/BM1684X系列产品），选手应设计适用于AIGC场景的智能系统，强调多模态融合处理，充分利用边缘计算的优势，以实现更高效的数据处理和决策支持。特别是结合搭载BM1684X的Airbox，选手可以设计出与搭载SG2002处理器的Sipeed Maixcam联动的系统，针对中小学教育场景将会是加分项。

五、具体要求：

1．系统设计与创新：选手需基于不同TPU硬件（如CV1800B/SG200X、BM1684/BM1684X）进行系统设计，重点关注智能教育、医疗健康、智能机器人和自动驾驶等应用领域。设计应体现创新性，结合机器视觉、端到端语音模型在内的人工智能当前热点技术提升用户体验，能够解决实际问题，并满足特定场景的需求。

2．实用性：作品需要在算能产品上实现部署，产品在功能性、完整性和实用性可以满足用户实际使用，具备一定商业价值。

3．复杂性与可扩展性：鼓励作品具备丰富的可扩展性，尤其是在搭载BM1684X的Airbox与其他硬件（如Sipeed Maixcam）之间的协同工作。设计应能够与多种AIoT设备或传感器结合，能实现设备之间的智能互联互通。

4．原创性：严禁选手提交曾用于过往算能赛题的作品，不得直接复用已有代码，选手提交作品后将严格和后台数据库进行比对。若本次参赛作品的与过往赛题作品存在相似之处，选手必须随作品附上说明文档，需清晰且明确地标注出本次作品相较于过往相似作品的创新点，以此证明参赛作品在思路、技术应用、解决问题方式等方面具备足够的创新性与独特性，旨在确保竞赛作品的原创价值，维护竞赛的公平公正。

六、技术资源及参考资料

1．CV1800B&SG200x系列开发板教程：

（1）Milk-v duo课程【算能】：https://www.sophgo.com/curriculum/description.html?category_id=48

（2）Milk-v duo系列技术文档： https://milkv.io/docs/duo/overview

（3）LicheeRV Nano操作指南：https://wiki.sipeed.com/hardware/zh/lichee/RV_Nano/1_intro.html & https://wiki.sipeed.com/hardware/zh/lichee/RV_Nano/1_intro.html & https://github.com/sipeed/MaixPy

（4）算能开源论坛：https://forum.sophgo.com

（5）DuoS开发板打造的具身智能机器人案例：https://github.com/zeroth-robotics/zeroth-bot   

（6）Sipeed Maixcam资料：https://wiki.sipeed.com/hardware/zh/maixcam/index.html

2．Sophgo Airbox微服务器教程：

（1）操作手册：https://zhengorange.github.io/airbox_wiki/

（2）上手演示指南：https://gitee.com/zilla0717/AirboxWiki

（3）Airbox AIGC场景模型案例：https://github.com/wlc952/AigcHub-TPU

3．少林派开发板教程：

少林派开发板实战课程：https://www.sophgo.com/curriculum/description.html?category_id=6

4．工具链教程：

（1）TPU-MLIR快速入门手册：https://doc.sophgo.com/sdkdocs/v23.05.01/docs_latest_release/docs/tpu-mlir/quick_start/html/index.html

（2）示例模型仓库地址：https://github.com/sophon-ai-algo/examples

（3）TPU-MLIR官方仓库地址：https://github.com/sophgo/tpu-mlir

（4）SOPHON-SAIL开发手册：https://doc.sophgo.com/sdkdocs/v23.05.01/docs_latest_release/docs/sophon-sail/docs/zh/html/

5．TPU-MLIR环境搭建与使用指南：https://www.sophgo.com/curriculum/description.html?category_id=43

6．往届集创赛算能优秀作品分享：https://www.sophgo.com/case-center/index.html?type=&orient=&source=竞赛&in_detail=0

七、竞赛阶段及提交内容：

1．设计报告：提交电子文档一份（DOC/PDF），包含系统工作原理与关键技术原理分析（基本概念、处理流程等）、系统体系结构设计（结构选择、模块划分、技术选型、接口描述）、详细设计与实现（开发板连线图、软件流程图、关键代码分析等）、系统测试与分析（关键技术执行时间测试与分析、整机执行时间测试与分析、系统功能与其它性能测试与分析）。

2．软件源代码：提交带注释的源代码打包文件（包含未做加速的源码，以及做了加速处理的源码）等，要求与设计报告中的详细设计一致。

3．汇报PPT：主要工作、创新点、结果、结论。

4．演示视频：提交演示视频一份（MP4格式），时长控制在5分钟以内；视频主要展示系统实现的全流程、加速优化思路及加速前后效果对比；视频讲解清晰完整，演示过程流畅，数据展示有说服力。

5．其它有利于作品展示的方面：例如硬件实物图片等。

八、评分标准：

九、参赛平台

1．CV1800B/SG200x系列开发板

CV1800B/SG200x 系列开发板是基于算丰CV1800B/SG200x处理器所设计的开源硬件，能够同时运行基于LINUX和RTOS的操作系统，为专业人士、工业OEM企业、物联网爱好者、业余爱好者、DIYers和创作者提供了一个可靠、低成本且极具功能的平台。这些处理器已经成功在OpenEuler、ArchLinux、Fedora、Debian、OpenWRT、FreeRTOS、AliOS、RT-Thread等10余个操作系统完成移植以及实现opencv-mobile、ncnn、SQLite等软件栈的适配，同时支持50多种传感器。

2．BM1684/BM1684x产品

（1）Airbox微服务器

Airbox微服务器搭载算智算处理器BM1684X，拥有高达32Tops INT8峰值算力，16GB LPDDR4X 内存和64GB eMMC。支持主流编程框架（包括 TensorFlow, Caffe, PyTorch，Paddle, ONNX, MXNet, Tengine, and DarkNet），工具链完备易用度高，算法迁移代价小。支持边缘端部署ChatGLM2-6B、ALlama2、SAM、Whisper等超大参数模型。无需昂贵的硬件设备和繁琐的配置环境，一根网线即插即用，大大降低使用门槛，保障数据的安全和隐私。可广泛用于教育、文旅、工业、园区、物联设备等。

（2）少林派开发板

少林派开发板是一款基于BM1684的 17.6T@INT8 算力开发平台，以BM1684作为核心器件，核心处理器全自主可控，提供超强算力+多路视频编解码能力。支持3路mini-PCIe，4路USB。可扩展多种外设模块。可以根据场景需求实现最优配置，最合理成本，最优能耗，最优功能选择。硬件生态丰富，可连接的外设多样。支持丰富的软件开发生态体系，支持主流深度学习框架。“少林派”核心板可以扩展屏幕、键盘、鼠标、摄像头、耳机、VR等各种设备。可以在“少林派”上DIY一个全场景的边缘计算工作站，实践各种实验。也可以嵌入到无人车和无人机中，实现移动终端的边缘计算。

注意：每个团队只能选择一款硬件进行参赛。

十、参赛资源说明

1．CV1800B/SG200x系列开发板

由于该开发板价格低廉，因此本开发板仅支持自主购买：

（1）Duo系列开发版购买链接：https://milkv.io/duo#buy；

（2）LicheeRV Nano系列开发板购买链接：https://sipeed.com/licheerv-nano

（3）Maixcam购买链接：https://wiki.sipeed.com/hardware/zh/maixcam/index.html

2．Airbox微服务器

（1）该硬件算能将提供10个产品借测机会，报名完成后（不必等到报名截止时间，采取先到先得）即可申请BM1684X微服务器，公司根据情况评估后将在3月份开始寄送板卡。如若参赛团队在借测名额占满后仍想使用，可联系算能小助手进行购买。公司将组织工程师对参赛者使用板卡情况进行培训答疑；

（2）微信添加算能小助手（微信号：13885016311），填写申请表，并将报名截图和联系方式发送给小助手；

（3）申请开发板的队伍需要缴纳400元押金，并保证赛程结束后的10个工作日内完整归还；

（4）如拿到板卡后未成功参赛，需尽快退回板卡，并保证板卡完好无损，公司将退还押金。

3．少林派开发板

（1）报名完成后（不必等到报名截止时间）即可申请少林派开发板，公司根据情况评估后将在3月份开始寄送板卡，公司将组织工程师对参赛者使用板卡情况进行培训答疑；

（2）联系硬十小助手（微信号：yingshi_mm），并将报名截图和联系方式发送给客服。客服邮箱：yingshi_mm@hw100k.com；

（3）申请开发板的团队需要提交押金800元，并保证赛程结束后的10个工作日内完整归还；

（4）如拿到板卡后未成功参赛，需尽快退回板卡，并保证板卡完好无损，公司将退还押金。

4．注意事项

每支队伍仅能申请一块开发板或盒子。

十一、其他注意事项：

1．参加企业命题杯赛的作品，需进行开源分享（可不公开核心设计源码）。

2．参赛团队应严格遵守赛题对原创性的要求，如违反要求将取消该队伍作品的参赛资格；

3．大赛组委会和杯赛企业对参赛作品提交的材料拥有使用权和展示权。

4．参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。

（请参赛团队务必有一名成员添加报名杯赛的答疑钉钉群中，以便及时获取杯赛最新通知及进展，避免遗漏重要信息，群号码及入群方式：点击查看）