上海集成电路技术与产业促进中心(ICC)是科技部授牌的国家集成电路设计产业化基地，工信部授牌的国家“芯火”计划双创平台，肩负着推动上海乃至全国集成电路设计业发展的历史重任，着力于建设和发挥专业技术服务、高新技术领域项目管理、产业化促进三大功能。建设有集成电路设计专业技术服务平台和RFID专业技术服务平台,及一个中国合格评定国家认可委员会(CNAS)认可实验室。为业界提供多项目晶圆(MPW)、工程批及量产流片服务、EDA/IP服务、RFID、移动支付、物联网、USB等检测服务、及人才培养、行业技术信息研究分析等服务。
【命题一：芯来科技】：
芯来科技是中国领先的RISC-V处理器内核IP和解决方案公司，持续聚焦RISC-V处理器内核研发，赋能本土RISC-V产业生态。芯来科技的处理器产品具备高性能、低功耗和易于使用的特点，在性能、面积、功耗、成熟度、价格及开发平台等方面具有优势，处于中国RISC-V嵌入式处理器研发与产业化的最前列。已推出的100，200系列RISC-V处理器内核IP，对标传统8位、16位以及ARM的M系列处理器内核，已经应用在兆易、晶晨等多家知名客户量产产品中。新发布的300，600以及在研的900系列产品，全面支持 Linux与高性能边缘计算与控制。除了标准的处理器产品外，公司还提供针对汽车、工业控制和AI等领域的RISC-V处理器以及配套解决方案。芯来科技目前是RISC-V基金会银级会员、中国RISC-V产业联盟副理事长单位、中国开放指令生态(RISC-V)联盟会员单位。
一、赛题
RISC-V MCU 嵌入式开发
二、背景
随着电子技术的不断发展，出现了各种各样的智能设备，人们生活得到了极大的便利，其中嵌入式设备以其功耗低、体积小等优点得到了广泛的应用。
三、描述及要求
采用基于 RISC-V内核的GD32VF103 通用MCU，以万物智能互联为主题， 针对智能家居、智慧城市、可穿戴设备、智能驾驶、智能控制等一些热门应用的相关课题进行开放性的创新产品、服务和技术的研究与应用。
1. 使用Nuclei RV-STAR硬件开发板
2. 使用Nuclei SDK开源软件平台
四、例题（供参考，不限于此）：
1.运动控制方向
外扩电机驱动电路，使用GD32VF103 MCU实现永磁同步电机/无刷直流电机的闭环控制（转速/位置）。通过一定人机交互的实现，完成电机的远程精准控制。
2.音频处理方向
使用GD32VF103 MCU实现音频数据的解码，并通过外扩的音频播放电路实现音乐播放。音频数据的获取可以来自于本地存储（SD卡）或者通过网络抓取下载（外扩wifi模块）。
3.智能家居方向
外接多种环境监测传感器（温湿度、光线等）及环境控制设备（小风扇、电动窗帘等），在GD32VF103 MCU上运行常见的嵌入式实时操作系统（例如FreeRTOS/UCOSII/RT-Thread等）进行整体的任务调度管理。
五、软硬件开发平台：
1.Nuclei RV-STAR开发板
https://www.riscv-mcu.com/quickstart-quickstart-index-u-RV_STAR.html
https://doc.nucleisys.com/nuclei_board_labs/
2.Nuclei SDK软件开发平台
https://doc.nucleisys.com/nuclei_sdk/
https://github.com/Nuclei-Software/nuclei-sdk
3.Nuclei Studio/ Segger Embedded Studio/ PlatformIO集成开发环境
https://www.nucleisys.com/download.php
https://www.riscv-mcu.com/quickstart-quickstart-index-u-RV_STAR_PROJECT.html
https://www.nucleisys.com/upload/file/2020/02/1581671399-5500.pdf
https://platformio.org/platforms/nuclei/
六、作品提交要求
1.详细设计文档和完整软件代码。
2.作品讲解及展示PPT。
3.作品展示视频。视频时长不超过10分钟，文件大小100MB以内。
4.所有获奖作品均可共享至RVMCU开放社区。
七、评审点
指标 | 评审标准 |
创意与创新 | 作品创意构想是否新颖巧妙，设计思路是否有突破性和创新性。 |
先进性与复杂度 | 作品设计是否采用了热门的前沿技术，是否具有一定复杂度。 |
完整度及可展示性 | 作品功能演示是否成功及完整。 |
实用性 | 作品是否切实解决了实际问题，是否具有广阔的应用前景。 |
推广性 | 作品是否充分使用处理器的特性完成关键功能的实现和性能的提升，是否对Nuclei开源软件平台产生一定的贡献。 |
八、技术答疑联系人
联系人：胡灿
联系方式：15071260198
邮箱：canhu@nucleisys.com
【命题二：SiFive】
SiFive是基于免费且开放的RISC-V指令集架构的商业化处理器核心IP、开发工具和芯片解决方案的领导者。 在RISC-V开创者和业内资深专家组成的团队领导下，SiFive帮助SoC设计人员缩短产品上市时间，以及通过定制的开放式架构处理器内核降低成本，同时，使系统设计人员能够构建基于RISC-V的定制半导体，从而实现芯片优化。
上海赛昉科技有限公司成立于2018年8月24日，公司基于RISC-V的开源生态并在RISC-V开创者和业内资深专家组成的团队领导下，利用领先的RISC-V内核定制技术和敏捷设计方法，成为具有国内自主可控，有龙头作用的RISC-V解决方案提供商；同时利用自主知识产权针对AI-IOT的关键应用领域，通过平台化、模板化的设计理念，实现垂直领域的核心技术整合，提供相关领域的系列化芯片及其解决方案，创造一种新的商业模式，成为对应领域的技术主导者和芯片与方案的主流供应商。
一、赛题
基于SiFive-E21处理器核的人工智能SoC 设计
二、赛题要求
利用SiFive E21处理器在Xilinx或Intel的可编程逻辑平台上构建片上系统，实现音频或图像信号的采集和数据后处理。需要在SoC中实现专门的硬件加速器以提高系统的性能，实现系统对信号的人工智能处理和分析，要求系统具有创新性、实用性和一定的市场前景。具体要求如下：
1. 选题内容限于智能语音、图像或视频数据分析等应用，SoC本身需要具备人工智能处理能力，将人工智能算法加速器置于在FPGA开发板内。
2. 使用上海赛昉科技提供的E21处理器IP，在Xilinx或Intel的FPGA平台上构建简单的片上系统。系统至少包含：
1) Xilinx或Intel的FPGA平台不得内置任何处理器内核。
2）FPGA平台内必须使用SiFive E21处理器；
3) 以可读Verilog语言实现DMA/(Q)SPI/I2C/I2S/UART/GPIO/RTC/WDT/Timer/PWM等AMBA接口的外设，如全部或部分使用FPGA自带如Vivado外设IP或其他语言所编译的可综合Verilog语言实现会降低分数；
4) 外设数量不限，够系统演示用即可，但数量多寡会影响基础设计部分的评分；
5）利用片上或板上的存储器资源实现的SoC所需的ROM与RAM；
6) 软件部分需要以RISC-V编程方法，使用RISC-V编译工具Freedom Studio IDE编写外设驱动程序并生成软件程序；
7)芯片外部的GPIO引脚连接到FPGA板上的LED与按键并以裸跑软件控制，确保程序正确运行。
3. 需要在FPGA平台上利用板载资源或扩展的硬件资源，为SoC添加信号采集/预处理/人机交互等接口模块；
4. 为SoC添加具备执行人工智能或机器学习等智能处理算法硬件加速器，采用独立加速器在设计中应突出硬件加速器对系统的优化效果
5. 以软硬协同的设计思路对SoC进行合理的软硬件任务划分，分析并说明软硬件任务划分的合理性。
6. 智能语音SoC参考系统框图
三、作品提交
1) 设计报告包含系统设计方案，需有系统功能介绍、系统架构图、软硬件功能划分、加速器详细设计等，以及功能仿真及测试结果图、系统展示图片、视频。
2) 作品展板与PPT，内有团队介绍、设计报告重点、技术创新点与项目研发进度等。
四、设计数据
1)软硬件设计源代码、仿真和测试结果
2)现场答辩和现场利用FPGA开发板演示SoC的人工智能功能
五、评分规则
内容 | 分值 | 评分依据 |
1.完成E21片上系统的基础设计 | 50分 | 正确获得E21 IP，使用AMBA总线连接存储器与Verilog实现的外设IP；在FPGA硬件平台上实现片上系统，正确编译驱动程序、下载软件程序，现场编程调试。通过按键改变LED等的闪烁方式或频率确认系统正常运行。 |
2.完成信号采集或通信模块的数字接口设计，并作为与E21片上系统的外设 | 10分 | 详实规范的设计文档； 硬件接口设计的功能仿真结果； 编写软件成功实现语音或图像信号采集。 |
3.人工智能加速器的设计与实现 | 20分 | 加速器设计的功能仿真结果； 人工智能算法的详细设计方案。 |
4.系统优化分析，根据PPT、设计文档和视频演示展示研发成果 | 10分 | 针对SoC功耗、面积等进行优化，给出优化前后的对比结果； 系统的完整性、鲁棒性、创新性和市场潜力； 指出目前设计的不足和可以进一步优化的方向。 |
5.答辩和现场演示 | 10分 | 答辩和问答表现 |
六、其他注意事项
1) 参赛所选用的FPGA开发平台限制Xilinx或Intel FPGA开发板，参赛队伍使用自己的FPGA开发板进行报名流程。
2)参赛队伍需要提交一份参赛计划书给到邮箱arthur.chen@sifive-china.com，邮件主题为“第十五届中国研究生电子设计竞赛RISC-V杯-SiFive赛题计划书”。计划书具体描述项目开发思路和以往相关开发成果，上海赛昉科技会在进一步沟通后确认计划可行性。微信新浪微博QQQQ空间豆瓣网百度贴吧
七、技术答疑联系方式
联系人：陈宏铭
联系方式：13816808707
邮箱：arthur.chen@starfivetech.com
【奖项设置】
“芯火计划”专项赛团队，免费提供专业技术指导，同时拥有四次获奖机会：
1.可以参与专项赛单独评奖（一等奖1个：奖金8000元/队，二等奖2个，奖金3000元/队，三等奖5个，奖金1000元/队）；
2.可以根据参赛项目类别参加第十五届中国研究生电子设计竞赛评奖；
3.优先推荐参加第三届中国研究生创芯大赛；
4.优先推荐参加第二届中国研究生人工智能创新大赛。
上海赛区企业命题报名方式（仅限上海赛区）
第一步
登陆“中国研究生创新实践系列大赛管理平台“官网-注册/登录报名系统：
第二步
“赛题”选择“开放命题”
第三步
依照本团队所做研究方向，从7大主题中进行选择，如图
第四步
继续完成后续系统后，邮件发送报名信息：“团队名+队长+联络方式+作品名（如：勇敢的心-王五-188XXXXXXXX-基于人工智能系统XXX）”至上海赛区对应的企业命题联络人邮箱：
命题一联络人：胡灿；邮箱：canhu@nucleisys.com
命题二联络人：陈宏铭；邮箱：arthur.chen@starfivetech.com
“兆易创新杯”第十五届中国研究生电子设计竞赛
“Arm杯”上海赛区执委会
2020年6月1日