大学生FPGA电子设计竞赛全攻略（2025年版）
01、赛事总览
FPGA（现场可编程门阵列）作为可编程逻辑器件，在数字电路设计、信号处理、人工智能加速等领域应用广泛。国内大学生FPGA电子设计竞赛主要分为专项赛事（聚焦FPGA技术深度）和综合赛事（结合多学科系统设计）两大类，以下为四大核心赛事的详细解析。
02、核心赛事详解
（一）全国大学生FPGA创新设计竞赛（中国电子教育学会主办，FPGA领域专项赛事，企业命题占比高）
赛事时间
- 报名阶段：每年6月下旬至9月下旬（2025年为6月27日-9月22日）
- 作品提交：11月7日前（需提交设计文档、代码、实物演示视频）
- 全国决赛：11月下旬（2025年为11月28日-30日，线下答辩+实物演示）
- 周期：每年举办
参赛要求
- 组队规则：每队不超过3人，指导教师不超过2名，每人仅限参与1支队伍。
- 开发平台：需使用国赛指定FPGA核心板（2025年为高云半导体Tang Mega 60K、ACG525等），可扩展自主设计外围电路。
- 技术文档：需提交完整的硬件设计原理图、FPGA逻辑代码（Verilog/VHDL）、测试报告及创新点说明。
赛题方向（近年示例）
2025年“智明达杯”命题：
- 数据采集与信号处理：基于FPGA的实时频谱分析仪（要求支持100MHz带宽、FFT点数可配置）。
- 工业控制优化：FPGA+PLC的智能制造产线逻辑控制（需实现多轴电机同步与故障诊断）。
往年趋势：侧重FPGA在AI加速（如CNN轻量化模型部署）、边缘计算（低功耗算法优化）、高可靠嵌入式系统（航天/车载场景容错设计）中的创新应用。（二）全国大学生嵌入式芯片与系统设计竞赛（FPGA创新设计专项赛）（中国电子教育学会主办，嵌入式领域核心赛事，FPGA赛道独立命题）
- 报名与开发板申请：每年9月中旬截止（2025年开发板申请截止9月14日）
- 作品提交：11月7日（与FPGA创新设计竞赛同期）
- 全国决赛：11月下旬（与FPGA创新设计竞赛同地点举办）
- 组队规则：每队3人，本科生、研究生均可参赛，鼓励跨学科组队（如电子工程+计算机科学）。
- 开发平台：指定使用高云半导体FPGA板卡（如J270无线通信开发平台、Tang Mega 60K），需基于软件无线电（SDR）架构完成设计。
- 考核重点：射频电路与FPGA逻辑的协同设计能力，需提交无线通信协议栈代码、信号处理算法实现细节。
2025年高云杯赛题：
- 无线通信方向：基于J270平台的ISM频段自适应跳频系统（支持多节点组网、抗干扰算法实时优化）。
- 图像处理方向：ACG525板卡实现实时视频流目标检测（需部署轻量化YOLO模型，帧率≥30fps）。
特点：聚焦软件无线电、实时信号处理、车规级嵌入式系统，强调工程实践与行业需求结合。（三）全国大学生电子设计竞赛（FPGA相关题目）（教育部主办，综合性电子设计竞赛，部分题目涉及FPGA应用）
- 举办周期：单数年举办（如2025年、2023年），双数年设专题赛（如TI杯模拟电路设计赛）。
- 赛期：8月上旬，共4天3夜（如2025年为7月30日-8月2日，半封闭竞赛模式）。
- 组队规则：每队3人（本科生或高职生），本科生需选本科组题目，可含FPGA内容。
- 竞赛方式：允许查阅资料但禁止团队外交流，需独立完成从方案设计、硬件制作到测试报告的全流程。
FPGA相关题目（近年示例）
2023年本科组题目：
- “智能送药小车”：使用FPGA实现路径规划与多传感器数据融合（激光雷达+摄像头定位，定位精度≤5cm）。
- “数字信号发生器”：基于FPGA设计高精度波形生成模块（支持正弦波、方波、自定义波形，频率分辨率≤1Hz）。
特点：题目综合性强，FPGA多作为核心控制器或算法加速单元，需结合模拟电路、嵌入式软件协同设计。（四）蓝桥杯全国软件和信息技术专业人才大赛（FPGA设计与开发科目）（工业和信息化部人才交流中心主办，个人赛制，FPGA为独立竞赛科目）
- 报名阶段：每年12月至次年1月（如2025年为2024年12月10日-2025年1月15日）
- 省赛时间：4月中下旬（2025年为4月20日，分上午/下午场，现场编程+硬件验证）
- 国赛时间：6月上旬（2025年为6月8日，需提交实物作品与设计文档）
- 组队规则：个人赛，每人仅限报名1个科目（FPGA设计与开发为独立科目，与嵌入式、单片机等并列）。
- 开发平台：指定使用Xilinx Artix-7系列FPGA开发板（如Basys3、Nexys4），需基于Vivado设计环境完成。
- 考核重点：Verilog语法熟练度、时序逻辑设计能力、外设接口开发（如VGA、UART、SPI）。
2025年省赛题目：
- 基础题：基于FPGA实现UART串口通信协议（含奇偶校验、波特率自适应功能）。
- 进阶题：设计VGA图像显示控制器（支持动态字符滚动、分辨率切换）。
2024年国赛题目：“智能环境监测终端”：使用FPGA采集温湿度、光照传感器数据，通过SPI接口传输至OLED屏显示，并实现异常值报警逻辑（需用状态机设计报警优先级判断）。特点：题目分基础层（逻辑设计）与进阶层（接口协议+算法），侧重FPGA基础能力的扎实性，适合新手入门。
03、赛事对比与备赛策略
1. 核心赛事对比表
| 赛事名称 | 赛制 | 核心特点 | 适合方向 | 备赛重点 |
| FPGA创新设计竞赛 | 团队赛（3人） | 纯FPGA技术比拼，企业命题多 | 算法优化、硬件加速 | 熟悉指定FPGA平台（如高云、Xilinx） |
| 嵌入式芯片竞赛（FPGA赛道） | 团队赛（3人） | 结合软件无线电、通信系统 | 无线通信、实时信号处理 | 掌握射频电路与FPGA逻辑协同设计 |
| 全国电子设计竞赛 | 团队赛（3人） | 综合电子系统设计 | 控制系统、仪器仪表 | 跨模块整合能力（FPGA+MCU+传感器） |
| 蓝桥杯（FPGA科目） | 个人赛 | 基础+进阶分层，题型固定 | 逻辑设计、接口协议 | Verilog语法熟练度、时序约束优化 |
2. 分赛事备赛建议（1）FPGA创新设计竞赛/嵌入式芯片竞赛
- 硬件准备：提前熟悉指定开发板（如高云Tang Mega 60K）的外设资源（GPIO、ADC、DAC），练习逻辑代码与底层驱动的对接。
- 算法积累：学习FPGA加速经典算法（如FFT、FIR滤波），参考Xilinx/Vivado官方IP核使用手册。
- 企业命题应对：关注赞助企业技术方向（如智明达的工业控制、高云的无线通信），结合其提供的SDK与例程开发。
（2）全国电子设计竞赛
- 系统整合：重点训练FPGA与外设的协同（如FPGA+STM32实现双核心控制），掌握多传感器数据融合算法（如卡尔曼滤波）。
- 文档撰写：参考往届优秀报告模板，突出系统架构图、关键模块设计、测试数据对比（需附实物照片与波形图）。
（3）蓝桥杯（FPGA科目）
- 基础强化：熟练掌握Verilog模块化设计（分频器、计数器、状态机），练习时序约束（如设置时钟周期、输入输出延迟）。
- 真题训练：刷近5年省赛/国赛真题（官网“资源下载”栏目可获取），重点突破接口开发题（如VGA显示、UART通信）。
04、资源获取与参考资料
1. 赛题与官方信息
- FPGA创新设计竞赛：官网（www.fpgachina.cn）→“赛事通知”栏目
- 嵌入式芯片竞赛：中国电子教育学会官网（www.ciee.org.cn）→“竞赛活动”
- 全国电子设计竞赛：教育部高等教育司官网→“全国大学生学科竞赛名单”
- 蓝桥杯：官网（dasai.lanqiao.cn）→“FPGA设计与开发”科目专栏
2. 技术学习资源
- 开发板手册：高云半导体官方文档（www.gowinsemi.com）、Xilinx Vivado用户指南（UG949）
- 书籍推荐：《Verilog HDL高级数字设计》（Michael D. Ciletti）
- 在线课程：中国大学MOOC“FPGA原理与应用”（电子科技大学）、成电国芯FPGA云课堂
05、总结
FPGA电子设计竞赛是提升硬件设计能力、积累工程经验的重要途径。建议新手从蓝桥杯个人赛入手，夯实Verilog基础与逻辑设计能力；进阶阶段可参与FPGA创新设计竞赛等团队赛事，锻炼系统整合与算法优化能力。备赛过程中需注重理论与实践结合，多参考往届优秀作品，同时关注行业技术趋势（如FPGA在AI边缘计算、工业互联网中的应用），以创新思维驱动设计突破。
