全国大学生嵌入式芯片与系统设计竞赛'2021

赛题指南(海思)一、赛题简介上海海思技术有限公司是全球领先的Fabless半导体设计公司,下称"海思".
全球设有12个能力中心,面向城市、家庭及出行三大应用场景,提供领先、创新、安全可靠的芯片与解决方案,业务覆盖100多个国家及地区.
本赛题要求参赛队基于海思指定的HiSpark能力开放平台,设计并实现一个有创意的嵌入式系统作品.
建议参赛队重点考虑本指南第三部分指定的"建议赛题",也鼓励参赛队自主命题.
对于本赛题获奖的参赛队,除组委会统一的奖励外,海思将向优秀参赛队提供包括园区&展厅&实验室的参观学习,海思官微/官网的成果展示,海思暑期训练营优先录取等额外奖励.
二、参赛平台本赛题向报名成功且通过组委会审核的参赛队提供HiSpark的"Taurus&PegasusAI计算机视觉基础开发套件",由Taurus开发板和Pegasus开发板组成的竞赛套件(以下简称"Taurus&Pegasus套件").
参赛作品需充分发挥竞赛套件的功能和性能,在此基础上方可使用其它软硬件作为补充.
HiSpark的开发需要在Linux环境下进行(同时可以在OpenHarmony等多种操作系统下进行开发),要求开发者对Linux基本操作有一定的了解.
套件包括硬件开发板、软件SDK包、参考设计、说明文档、培训视频等,还会提供QQ群答疑和免费的华为云训练资源,为开发者提供全栈学习和开发环境.
本赛道要求参赛队伍基于海思指定的版本开发:1)HiSpark_Taurus_Build_Package.
V1.
0.
0或者HiSpark_Taurus_VM_Package.
V1.
0.
0;2)HiSpark_Pegasus_EmbeddedCompetitionPackage.
V1.
0.
0注:Hi3516DV300芯片代号为Taurus;Hi3861V100芯片代号为Pegasus.
TaurusAI计算机视觉套件TaurusAI计算机视觉套件是结合PegasusWiFi-IoT套件进行开发的用于竞赛的套件部分,具体的框架图如下.
图1:TaurusAI计算机视觉套件框架图图2:TaurusAI计算机视觉套件(正面)图3:TaurusAI计算机视觉套件(侧面1)图4:TaurusAI计算机视觉套件(侧面2)技术规格:主控芯片:Hi3516DV300双核Cortex-A7,主频900MHz集成新一代ISP,高性能NNIE引擎,AI处理能力1.
0Tops操作系统:支持LiteOS、鸿蒙OS和第三方组件,可与华为Hi-Link协同存储空间:1GBDDR3,8GBeMMC4.
5,支持SD扩展,最大支持2TBSDXC卡视频输入(摄像头)Sensor:SonyIMX335,5.
04M像素M12镜头:F1.
6大光圈,1/2.
7"成像靶面,3.
6mm焦距高精度光敏检测,红外补光+IR-Cut红外夜视功能视频输出:H.
265视频压缩编码,4寸LCD/TP屏显示通讯接口连接WiFiIoT无线通信即海思WiFi-IoT开发板Ethernet通信,RMII模式TypeC接口,支持USB2.
0+1.
2米TypeC调试线缆扩展接口蜂鸣器、双色指示灯音色搭配,双提示功能2路自定义按键、I2C、UART、GPIO、PWM、ADC模拟采集等,支持NFC模组、5G模组、舵机等扩展调试接口:JTAG、UART、EthernetPegasusWiFi-IoT套件图5:PegasusWiFi-IoT套件核心主板图6:PegasusWiFi-IoT套件开发板底板技术规格:Hi3861WiFi-IoT套件尺寸大约2cm*5cm,集成2.
4GHzWLANSoC芯片,Hi3861V100是32bit高性能微处理器,支持IEEE802.
11b/g/n基带和RF(RadioFrequency)电路.
支持OpenHarmonyOS,可与华为Hi-Link协同,并配套提供开放、易用的开发和调试运行环境扩展接口图7:WiFi-IoT连接单元扩展接口框图图8:Hi3861V100功能框图电源:3V1A套件:主板、底板、显示子板、JTAG转接板、仿真器、外设扩展板、USBType-C数据线.
图9:OLED板图10:交通灯板(HiSpark_WiFi_IoT_OLED_VER.
A)(HiSpark_WiFi_IoT_SSL_VER.
A)图11:NFC扩展板图12:JTAG转板(HiSpark_WiFi_IoT_NFC_VER.
A)(HiSpark_WiFi_IoT_JTAG_VER.
A)图13:OpenOCD调测板图14:外设扩展板(HiSpark_USB_JTAG_VER.
B)(HiSpark_WiFi_IoT_外设扩展_VER.
A)建议赛题以下为海思建议的赛题方向,海思将给予专门的技术支持,提供工程师指导,也欢迎学生自主命题.
1、模拟工业领域检测机器人人工智能技术如今已经进入工业领域,应用于工厂流水线,识别坏零件或不合格产品,提升了产品制造效率.
应用于管道探伤,可以智能判断管道裂纹和漏水漏气,代替人进入危险环境进行检测.
应用于列车和汽车检测,可以智能识别车辆老化和损失,识别刹车片和论坛磨损程度,保障人民生命及财产安全.
人工智能应用于各行各业已成为必然趋势.
本赛题的主要需求(包括但不限于):1)基于嵌入式的NPU,开发"视觉检测(AIVisualInspection)"技术和AI分类模型;2)通过视觉检测可以逐一检测生产线上的产品,从视觉上快速侦测出不合格品,并将检测出的坏零件投递到坏零件箱,并上报零件良率,提升出厂产品的合格率;3)模拟管道探伤,可以将基于Hi3516DV300的AI视频分析仪,固定到由WiFi-IoT的智能小车上,进入管道进行探伤,并通过AI视频分析仪上自带的WiFi传递到手机进行实时视频监测;4)模拟高铁列车底盘和货车底盘检测,可以将多个AI视频分析仪固定到监测装置,列车或货车缓慢通过该监测装置后,可以对底盘和各个车轮、刹车片及轮胎磨损情况进行安全监测.
2、视觉感知的宠物喂食机器人宠物智能喂食机已经成为较为普遍的智能设备,但目前的宠物智能喂食机功能单一,只能定时投食,无法实现真正的智能多功能喂食.
本赛题的主要需求(包括但不限于):1)围绕摄像头图像识别和侦测实现以下功能:a)识别宠物是否靠近,靠近发出主人声音,引导其吃东西;b)识别宠物食物是否吃完,吃完后,根据每天喂食量决策是否添加食物,添加多少量;c)侦测宠物如长时间不出现,自动报警;d)支持两种宠物喂食,如猫来了,投递猫粮,狗来了,投递狗粮;e)设计良好的手机APP软件,实时查看和回放宠物精彩视频,并能对喂食、喂水量按小时、天、星期、月等维度进行统计(加分项).
2)利用AI算法做宠物视频剪辑(加分项):a)自动抓取并AI分类出宠物萌萌照片和视频(比如有宠物正脸照,吃东西的视频等);b)利用视频能力做特效处理,视频剪辑并增加背景音乐,编码成1分钟视频,推送到主人手机.
备注:宠物猫狗,可以通过彩色打印动物照片进行测试.
3、安全智能门锁市场上可以买到各种各样的智能门锁,但无论指纹还是人脸解锁机制均易被攻击,存在较为明显的安全隐患.
本赛题的主要需求(包括但不限于):1)通过摄像头采集开锁者视频或图像;2)基于单目RGB摄像头实现活体检测并防范对抗样本等多种攻击手段(如https://mp.
weixin.
qq.
com/s/15JOmIJ8lZPj9ctsXf1cMg),方法不限,鼓励创新;3)编码保存每一次试图开锁的视频(无论是否成功解锁),通过网络将开锁者画面截图推送到主人手机.
4、专注力辅助训练装备教育是一个广阔的市场,旺盛的需求催生了各种培训机构,对不同维度的能力进行训练.
在人的能力模型中专注力是基础,中小学生的专注力培养更是至关重要.
为了辅助专注力训练,可以利用Hi3516DV300的视频与AI处理能力开发专注力分析与评价装备.
本赛题的主要需求(包括但不限于):1)通过摄像头采集使用者的视频,并通过AI引擎对专注力进行实时分析.
综合当前以及历史专注力数据,给使用者鼓励或调整建议;2)自动记录专注力峰、谷片段,浓缩并编码形成花絮视频,可通过手机或其他设备点播观看.
5、数字望远镜高倍率光学望远镜硕大笨重,其原因在于超长焦光学镜头很难小型化.
Hi3516DV300支持实时图像拍摄,同时运用其AI引擎,采用神经网络技术对实时拍摄的画面进行处理,可以得到清晰自然的高倍率放大图像.
这样有望在不采用超长焦光学镜头的情况下看清楚远方的物体,实现数字望远镜.
本赛题的要求(包括但不限于):1)通过摄像头捕获实时画面;2)利用神经网络技术实现大比例超分(SuperResolution),超分比率不小于8倍;3)放大后的图像(尤其人脸)应当清晰自然;4)放大后的图像接屏显示;5)放大后的图像支持编码保存或用手机等设备点播观看,清晰度越高帧率实时得分越高.
三、技术支持技术交流QQ群,群号:1085433752海思指定竞赛专属技术支持工程师在线答疑,并通过群共享文件发布相关技术资料与培训课件.
也可以通过上海海思官网-芯学院获取开发套件的相关学习和培训课件.
地址:https://www.
hisilicon.
com/cn/chip-academy/QQ交流群上海海思芯学院线上技术论坛参赛队可以在华为开发者论坛的"综合板块"发帖(需另外注册),发帖时需添加标签"嵌入式大赛".
论坛地址:https://developer.
huawei.
com/consumer/cn/forum/华为开发者论坛"综合板块"四、其它本赛道要求参赛队的代码开源(开源协议不限),具体开源方式:每个参赛队需在Gitte代码仓:"hispark_nicu2021"下建子仓,并将代码上传,具体链接如下:https://gitee.
com/HiSpark/hispark_nicu2021本赛道提供的套件为借用,赛后需退还,请参赛队务必谨慎使用,人为损坏需照价赔偿.
如参赛队需要更多的HiSpark套件,需自行自费购买.
购买链接如下:https://shop596522926.
taobao.
com/其它未尽事宜,以组委会后续补充通知为准.
全国大学生嵌入式芯片与系统设计竞赛组织管理委员会2021年4月10日