全国大学生嵌入式芯片与系统设计竞赛——FPGA创新设计竞赛为教育部认可的全国普通高校大学生国家级A类赛事,是衡量高校大学生电子类专业技术实践能力的重要指标之一，需要参赛队员具备极高的嵌入式芯片及系统设计领域、可编程逻辑器件应用领域的自主创新设计与工程实践能力。

　　近日，随着该赛事总决赛的落幕，我校来自计算机与信息学院FPGA技术创新实验室的“砥砺三人行小分队”、“深藏blue”两支参赛队伍在王习东和文方青两位老师的指导下分别取得“国家一等奖&最佳工程奖”和“国家三等奖”的优异成绩。大赛于今年8月份启动，历时4个月，共有565所高校的8756支队伍、23723人报名参赛，最终有来自223所高校的705支队伍、约2000人经过评选晋级全国总决赛，并最终评审出三等奖217支、二等奖110支、一等奖59支、最佳工程奖3支。

　　大赛经过两个阶段的遴选，“砥砺三人行小分队”的张浩、季嘉乐、占子安带着他们的作品“基于ZYNQ7000的多波束高速数字接收机系统”成功入围全国总决赛，于12月1日奔赴南京集成电路培训基地同来自223所高校的705支队伍，约2000人进行为期三天的现场角逐。

　　谈及项目初衷，队长张浩这样说道，“对射电信号的接收与研究是天文领域探索宇宙的重要手段。而与我们对接的天文台那边的射电数字接收机只能实现10bit量化级，精度有限，且只能对信号的频谱进行分析，无法存储原始时域数据供后续分析。”

　　射电信号观测是天体物理学研究不可或缺的重要手段，射电信号采集与处理系统是射电观测设备的核心部件，现某天文台的射电数字接收机系统无法满足现实研究对于高采样率、高精度的性能需求，只能实现最高250MSPS、10bit精度的模数转换性能，且只能提取到频谱信息，无法保留深层次研究所需的原始时域信息。团队针对这一应用需求，设计并实现了一种4通道高速数字接收机系统，该系统主要由高速数据采集卡、光通信接收卡、服务器三部分硬件组成，具有灵活可拓展的优势，可以灵活扩展采集通道和数据处理规模，适用于大规模射电干涉阵列系统的建设和迭代更新。该采集板卡单通道最高可实现1GSPS采样率。实现16位量化精度的直接采样功能，具备60dB满量程信噪比、40Gbps的SFP+数据传输带宽，当前阶段实现了对4.5MHz～150MHz范围内中频模拟信号进行采集，系统集成多机同步机制，可适应多元阵列同步采集的需要，同时可对原始射电信号的数据进行存储，为射电天文研究提供更详细的时域数据。

　　正式评审结束后，受组委会邀请，于比赛会场大厅进行作品展示，作品吸引了大量参赛指导老师和学生前来参观交流，提供了充分展示作品和相互学习的机会。

　　“从8月份备赛开始，整个比赛历时4个月，暑期大家都选择了留校，在比赛过程中，我们一起度过了无数个日夜，共同解决了各种各样的问题，为之付出了大量的时间与精力，学习过程的艰辛是不可避免的，但正是因队成员的共同努力和合作，我们得以坚持到最后。”队员占子安感慨道。

　　成功的道路并非一帆风顺，他们曾遇到过一个有关于高带宽数据存储的难题，涉及到他们所不擅长的领域，在解决这个问题的过程中，他们结合老师指导、企业技术支持、网络资源、文献资料等形成知识体系，进行一次又一次的答辩和分析论证。过程中老师表现得近乎苛刻，追求每一个细节上的周密解释，团队知识框架在不断完善，并最终形成了可以解决现实问题的技术方案。“十分感谢老师在这个过程中指导我们调研分析，并协同我们寻找问题、分析问题、解决问题，培养了我们解决工程难题的思维。”队长张浩说道。

　　科研并非旷野，也绝不是坦途。丰硕成果的背后依靠的仍然是羽翼的磨砺。“工程上的问题是非常难解决的。”队员季嘉乐回忆道。速率是困难之一，其中最主要的就是接收和传送模拟射电信号。它的发生非常迅速，如果想要完整还原数据波形，不仅精度要求很高，而且数据量非常大。数据接收后，通信传送又是一大难题，如果传送太慢可能导致数据丢失。

　　在这种高压的情况下，他们分秒必争，时不待我。但又沉着冷静对待，坚持克服内心的紧张和焦虑，保持耐心和定力去分析其中逻辑问题和变化规律。同时通过团队成员之间相互检查提醒，防止程序中会忽略掉的一些不起眼的问题导致工程出现错误，为项目的完成成功“保驾护航”。

　　“好的作品需要长期的投入，需要平时知识和技能的储备，这一点在工程应用的过程中尤其突出，成功都是留给有准备的人，孩子们在前期做了非常多的准备工作，一次次的知识补漏、一项项的技能培养，这个过程远远超过了比赛本身，更多的是面对问题、解决问题能力的提升。在这个电子领域最具挑战的赛事上，这几年我们已经取得了3个一等奖，2个三等奖的好成绩，非常难得，同学们都实现了高质量就业。恭喜他们，芯火，未来可期。”指导老师王习东这样说道。

　　在交流过程中，队员季嘉乐感慨道，“参加本次大赛是我一生中难忘的经历，它不仅是我人生中一次实践之旅，更是让我学会如何向大家展示作品、分享自己的学术观点的人生大课堂。在比赛中增长见识，在交流中碰撞智慧的火花，更是在竞赛中积累了宝贵经验。”不论是两位指导老师严谨的学术态度，还是队友间的紧密合作、默契配合，又或是全国一等奖的回报，都鼓舞着他们更加积极地追求自己的学术和职业目标。

　　一路走来，深感不易。十分感谢一直以来指导我的老师们以及学校为我们提供的平台，没有这些支持和帮助也就不会有这份荣誉，同时感谢主办单位对我们作品的认可，长夜终尽，天将启明，让我觉得日日夜夜的付出都是值得的。这次比赛让我有机会带着自己的成果走出去和来自各个高校的伙伴一起学习和交流，我也将在新的起点上继续努力前行。

　　在全国FPGA创新设计大赛中，作为团队的一员，我深知获得全国一等奖这一佳绩离不开老师的悉心指导。老师不仅为我们提供了学习平台，还在专业技能上给予了耐心而深刻的指导，为我们在比赛中的表现奠定了坚实的基础。感谢所有老师和团队伙伴的信任付出，日后无论是重复亦或是洋溢，我都将以饱满热情对待我的专业与生活，用不懈努力铺就未来的坚实路。