傳說每個(gè)人都有自己的守護(hù)天使，而在電子科學(xué)的領(lǐng)域，賽靈思（Xilinx）正通過向?qū)W生們提供FPGA技術(shù)和開發(fā)板來扮演著守護(hù)天使這個(gè)角色。Xilinx大學(xué)計(jì)劃大中華區(qū)經(jīng)理謝凱年博士十分浪漫地抒發(fā)了自己對(duì)大學(xué)計(jì)劃的情感：“我覺得FPGA本身就是天使，你擁有了它，就可能擁有了整個(gè)世界，而我也是一個(gè)小天使。”

Xilinx大學(xué)計(jì)劃大中華區(qū)經(jīng)理謝凱年博士 

     正是滿懷著天使的責(zé)任感，Xilinx多年來一直致力于幫助中國高校以及師生們掌握更多的先進(jìn)技術(shù)。在Xilinx多姿多彩的大學(xué)計(jì)劃中，OpenHW開源硬件與嵌入式大賽是一個(gè)具有特色的項(xiàng)目。在六一國際兒童節(jié)這天，由中國電子學(xué)會(huì)主辦，Xilinx和北京工業(yè)大學(xué)共同承辦的第三屆OpenHW開源硬件與嵌入式大賽總決賽在北京工業(yè)大學(xué)隆重舉行。來自中國大陸、臺(tái)灣和新加坡的26支進(jìn)入決賽的精英團(tuán)隊(duì)向?qū)＜液驮u(píng)委們展示了自己的設(shè)計(jì)，這些包羅萬象的設(shè)計(jì)充分展示了學(xué)生們豐富的想象力和高超的技藝。不知道是被他們的蓬勃朝氣所感染還是兒童節(jié)的緣故，記者都覺得年輕了許多。最終，臺(tái)灣國立成功大學(xué)的“基于Net FPGA平臺(tái)之Open Flow虛擬網(wǎng)絡(luò)頻寬管理系統(tǒng)”項(xiàng)目獲得特等獎(jiǎng)，浙江大學(xué)的“基于FPGA的M2M異構(gòu)虛擬化系統(tǒng)”、中國科學(xué)院的“基于FPGA的汽車離道報(bào)警系統(tǒng)”以及山東大學(xué)的“基于FPGA的車牌定位系統(tǒng)” 項(xiàng)目獲得一等獎(jiǎng)。其中，“基于FPGA的M2M異構(gòu)虛擬化系統(tǒng)”獲得了Digilent特別獎(jiǎng)，獲邀參加今年9月在美國舉辦的電子設(shè)計(jì)大賽， 而“基于FPGA的汽車離道報(bào)警系統(tǒng)”項(xiàng)目榮獲“安富利特別獎(jiǎng)”。

剖析特色參賽作品

    謝博士欣喜地說：“今年的參賽作品讓我很振奮，從技術(shù)層次上看，我覺得浙江大學(xué)的‘基于FPGA的M2M異構(gòu)虛擬化系統(tǒng)’是最難的，全世界高校里面能達(dá)到這個(gè)技術(shù)程度的我還沒看到。首先，它的CPU是自己做的；其次，在CPU上又運(yùn)行了3種狀態(tài)的虛擬機(jī)，該CPU可以搖身一變作為MIPS、X86和ARM這3種CPU來用；此外，在虛擬機(jī)上還能跑虛擬系統(tǒng)，這又達(dá)到了另一個(gè)層次，而且MIPS虛擬機(jī)通過代碼轉(zhuǎn)換的方式可以跑X86的程序。例如，他們所展示的一個(gè)很古老的推磚塊游戲，它本身是X86的二進(jìn)制游戲，通過二進(jìn)制解析映射到MIPS虛擬機(jī)上，MIPS虛擬機(jī)居然又跑在自己做的CPU上。這證明浙江大學(xué)的計(jì)算機(jī)系是把所有東西融會(huì)貫通，從CPU設(shè)計(jì)，到操作系統(tǒng)，到虛擬機(jī)，再到各種應(yīng)用系統(tǒng)，這么強(qiáng)大的多學(xué)科綜合能力，目前我能看到的也就是浙大能做到，這是打通了整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的有世界級(jí)水平的教學(xué)項(xiàng)目。第二個(gè)讓我印象深刻的是中科院信息工程研究所的“基于FPGA的汽車離道報(bào)警系統(tǒng)”，他們展示了用簡單方法解決問題的能力。離道報(bào)警其實(shí)很復(fù)雜，要用攝像頭記錄千奇百怪的街道情況，理解哪條是黃線，如果要我做的話肯定很復(fù)雜，給我個(gè)超計(jì)算機(jī)，還嫌它計(jì)算能力不夠。但是他們在設(shè)計(jì)的時(shí)候一直把商品化和實(shí)用化銘記于心，找了很多竅門。他們比對(duì)了幾百張照片，找到了其中的規(guī)律，而且找的很巧妙，例如左邊和右邊的角度等。該設(shè)計(jì)是在低成本的Spartan-6開發(fā)板上做的，竟然完成了別人可能需要幾百美金來完成的方案。它不一定有高復(fù)雜度和高性能，但是足夠聰明，能創(chuàng)造價(jià)值，這就是創(chuàng)新。”

    本屆比賽的口號(hào)是“FPGA助力中國智造，擁抱嵌入式計(jì)算新時(shí)代”，謝博士解釋了原因：“嵌入式最近幾年出現(xiàn)了新的趨勢，就是做計(jì)算。用FPGA做金融行業(yè)的加速就是嵌入式計(jì)算的一個(gè)例子，實(shí)際上金融行業(yè)就是在比運(yùn)算速度的能力，如果我比你快0.01 s就能賺錢。大連理工大學(xué)所做的‘基于FPGA的實(shí)時(shí)金融指數(shù)行情并行計(jì)算’利用一個(gè)Spartan-6開發(fā)板就能把整個(gè)實(shí)時(shí)行情提供到微秒級(jí)?？梢?，嵌入式不再只能做控制和電子系統(tǒng)，它完全可以進(jìn)入主戰(zhàn)場，即計(jì)算戰(zhàn)場，我的口號(hào)就是云計(jì)算和嵌入式計(jì)算一個(gè)都不能少。”

生態(tài)鏈促產(chǎn)學(xué)研，期待引入風(fēng)投，吸引更多天使

    老師和學(xué)生們有這么多好的想法和設(shè)計(jì)，Xilinx是否會(huì)幫助他們把作品產(chǎn)業(yè)化呢？謝博士說：“這正是我想做的工作，但不適合一個(gè)公司單獨(dú)去做，最佳的方法是創(chuàng)造生態(tài)鏈，我們在生態(tài)鏈中能起引導(dǎo)作用，這也是我們今后要做的?？赡芾蠋熥隽艘粋€(gè)雛形出來，但是性能不足以商品化，這時(shí)候我們就請合作伙伴提供設(shè)計(jì)服務(wù)，包括芯片的服務(wù)，讓他很快地把科研轉(zhuǎn)換為生產(chǎn)力。目前最高理想還有引入風(fēng)險(xiǎn)投資，但是實(shí)話實(shí)說，目前看到值得這樣做的有一定雛形的公司還沒有。然而Xilinx在其他國家已經(jīng)這樣做了，Xilinx研究實(shí)驗(yàn)室（大學(xué)計(jì)劃的一部分）在全世界范圍內(nèi)做了很多這樣的工作。例如BEEcube，它以前是UCberkly的，在短短幾年成長的非?？?，其在華為已經(jīng)形成了數(shù)千萬的銷售額。它就是我們大學(xué)計(jì)劃發(fā)現(xiàn)并孵化成功的。我也希望在國內(nèi)傳播這個(gè)消息，Xilinx相當(dāng)期望能把有一定級(jí)別的研究項(xiàng)目商業(yè)化并世界級(jí)水平。如果哪位老師覺得他有個(gè)潛質(zhì)和能力請聯(lián)系我。”

    現(xiàn)在，整個(gè)投資界（如天使投資）對(duì)硬件的投資減少了非常多，因?yàn)榧呻娐泛茈y做，落到誰做集成電路誰就虧的地步。有個(gè)例外就是FPGA，只要你的想法能出來，然后上量了，馬上就能賣。作為小天使的謝博士也滿心期待著更多天使來幫助高校師生：“天使投資如果想投硬件，一定要到OpenHW來看，這是我大聲疾呼的，很多人還不明白這一點(diǎn)，其實(shí)他想投硬件其實(shí)就是在投軟件。”

創(chuàng)新已到了關(guān)鍵時(shí)刻

    在過去記者接觸的各類競賽中，中國大陸與其他地區(qū)和國家之間無論是技術(shù)上還是創(chuàng)意上都存在著一些差距。謝博士認(rèn)為在本屆比賽中基本上看不到海內(nèi)外的差異，他表示：“隨著信息更新速度的加快，學(xué)術(shù)界與工業(yè)界的距離以及國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)水平的距離都已經(jīng)拉近，其實(shí)開源比賽也是在做這件事情，這也是我2006年來到Xilinx的使命之一。我很欣慰地看到，在此次比賽中，大陸代表隊(duì)的平均水平與新加坡、臺(tái)灣基本一樣。”

    我國自頂而下的科研體制（即舉國科研體制）是有一定作用的，可以給本來很開放、很隨意的設(shè)計(jì)注入很主流的高技術(shù)，這也是我們一個(gè)特色，可以培養(yǎng)很優(yōu)秀的人，但是創(chuàng)新性有所欠缺。而國外更多的是開放性的思維，其中的技術(shù)不一定很深?yuàn)W。通過這幾年的推動(dòng)，我們也逐漸具備了創(chuàng)新性。謝博士說：“現(xiàn)在中國教育界已經(jīng)是聞風(fēng)而動(dòng)了，只要國外有好的想法，我們就能做出來，有很強(qiáng)的執(zhí)行力。我們的創(chuàng)新已經(jīng)到了一個(gè)坎，再往前跨一步可能還需要5~10年的時(shí)間。”

    現(xiàn)在只要是競賽都要冠上“創(chuàng)新”，每個(gè)人對(duì)創(chuàng)新都有自己的定義，謝凱年博士給出了他的答案：“創(chuàng)新就是沒有邊界，沒有束縛，不要有國界，不要有題目，不要有本科生和博士生的區(qū)別，不要有好學(xué)校和壞學(xué)校的區(qū)別。開源大賽就具備特質(zhì)，在今后幾年尤其應(yīng)該在教育界推廣這個(gè)特質(zhì)，只有從大一開始就把這個(gè)精神植入學(xué)生心里，才能敢想敢做，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新。”

   對(duì)于中國“智”造，謝凱年強(qiáng)調(diào)：“我覺得還是要落實(shí)到‘造’上，用英語說就是just do it,‘造’很關(guān)鍵，有想法就要做出來。中國是個(gè)制造業(yè)大國，所有東西都是有形的，這是我們最大的強(qiáng)項(xiàng)。跟印度還不一樣，他們的軟件+服務(wù)是無形的，拿出來沒有東西。東西是造出來的，因此，開源軟件固然是很好，但是開源硬件也不能少，一定要在中國扎根，變成最領(lǐng)先的，這樣才能把‘造’字體現(xiàn)出來，前面是‘制’還是‘智’，我們再研究。”

多姿多彩的大學(xué)計(jì)劃

   Xilinx的大學(xué)計(jì)劃涉及很多方面，在與一些職業(yè)教育機(jī)構(gòu)、高職、中專院校合作上，Xilinx已經(jīng)走到了前面。謝博士表示：“首先這件事情是對(duì)的。以前FPGA是一個(gè)高不可攀的技術(shù)，但是隨著工具的發(fā)展，使得不用特別精專的人都能做出很好的東西。今年我們贊助了全國職業(yè)院校技能大賽，用的是Spartan-6。對(duì)我而言，大學(xué)計(jì)劃不分級(jí)別，只有一件事，就是要提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力，要開放思維，在大賽中不管你是職業(yè)院校還是本科、碩士、博士，我都一視同仁，提高工程實(shí)踐能力是我們的宗旨。我們會(huì)因材施教，因人而異，例如，針對(duì)211、958的院校，我們會(huì)支持他們做自主創(chuàng)新的CPU設(shè)計(jì)，針對(duì)職業(yè)院校，我們會(huì)鼓勵(lì)他們完成工程實(shí)踐項(xiàng)目。”

   Xilinx與北京工業(yè)大學(xué)合作申請的教育部卓越工程師人才培養(yǎng)創(chuàng)新基地已經(jīng)批下來，將用來給全國各個(gè)學(xué)校示范如何培養(yǎng)卓越工程師。謝博士介紹：“卓越工程師計(jì)劃最缺的就是案例，讓他們?nèi)ソ馄?、分析。Xilinx的一個(gè)合作伙伴很擅長做案例，他們會(huì)把很多實(shí)際項(xiàng)目中的關(guān)鍵點(diǎn)抽象成案例，推廣到各個(gè)學(xué)校，北京工業(yè)大學(xué)也是這些案例的主要推廣點(diǎn)。通過把業(yè)界經(jīng)驗(yàn)變成案例再注入到教育中，能幫老師解決很多問題。產(chǎn)業(yè)界向教育界提供經(jīng)驗(yàn)流和最新的需求流，學(xué)術(shù)界向產(chǎn)業(yè)界提供人才和知識(shí)流，形成了良性循環(huán)。這樣出來的學(xué)生，不說是卓越工程師，我100%保證是個(gè)很好的工程師。”

    聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室是大學(xué)計(jì)劃不可缺少一部分，Xilinx目前在中國大陸有156個(gè)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室。謝博士表示：“聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室沒有計(jì)劃一定要達(dá)到什么數(shù)量。我覺得一旦有了數(shù)量指標(biāo)的話，就容易偏離初衷，不能為了湊一個(gè)整數(shù)，非要弄一個(gè)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室。我們今后的主要方向是相關(guān)專業(yè)的學(xué)生能人手一塊實(shí)用且性能適中的板子，每個(gè)人都能拿回宿舍用，而不是說要建多少聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，實(shí)現(xiàn)多少銷售額。”

    此外，高校老師采用Xilinx芯片做項(xiàng)目的比例也很高，簡單的判斷就是看這個(gè)老師是否購買了芯片，一旦買了芯片就是這個(gè)項(xiàng)目成功了。謝博士告訴記者：“高校老師向Xilinx買芯片的比例是很高的。從全世界發(fā)表論文情況來看，我們做過統(tǒng)計(jì)，每年現(xiàn)場可編程技術(shù)會(huì)議的100多篇文章中，用Xilinx芯片做項(xiàng)目的論文大概有60多篇。由此可見，在項(xiàng)目方面我們有壓倒性的優(yōu)勢，而且已經(jīng)輕車熟路了。”

為學(xué)生提供先進(jìn)的“槍"

    謝博士形象地說出了Xilinx開發(fā)工具的進(jìn)步：“以前Xilinx的工具像機(jī)關(guān)槍，競爭對(duì)手的工具是手槍，機(jī)關(guān)槍很難操作，手槍拿起來就能打人，這樣學(xué)生就喜歡用手槍?，F(xiàn)在Xilinx通過改進(jìn)工具，讓它具備復(fù)雜和簡單兩個(gè)特性，既可以完成世界頂尖的非常復(fù)雜的設(shè)計(jì)，又能夠讓剛?cè)腴T的學(xué)生像手槍那樣拿起來就用。”

    據(jù)悉，OpenHW開源硬件與嵌入式大賽將從以前的每兩年一次升級(jí)為每年一次。謝博士介紹：“由于Xilinx明年會(huì)重點(diǎn)推Zynq，下屆大賽將提供Zynq板，以讓學(xué)術(shù)界搶先用最新的器件，立即開始創(chuàng)新，這是我大學(xué)計(jì)劃的任務(wù)，當(dāng)然用Zynq板就肯定會(huì)用最新設(shè)計(jì)套件Vivado。”記者也期待更高性能的FPGA和更智能的工具能讓學(xué)生們設(shè)計(jì)出更加有沖擊力的產(chǎn)品。