傳說每個人都有自己的守護天使，而在電子科學的領域，賽靈思（Xilinx）正通過向學生們提供FPGA技術和開發板來扮演著守護天使這個角色。Xilinx大學計劃大中華區經理謝凱年博士十分浪漫地抒發了自己對大學計劃的情感：“我覺得FPGA本身就是天使，你擁有了它，就可能擁有了整個世界，而我也是一個小天使。”
Xilinx大學計劃大中華區經理謝凱年博士
正是滿懷著天使的責任感，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技術。在Xilinx多姿多彩的大學計劃中，OpenHW開源硬件與嵌入式大賽是一個具有特色的項目。在六一國際兒童節這天，由中國電子學會主辦，Xilinx和北京工業大學共同承辦的第三屆OpenHW開源硬件與嵌入式大賽總決賽在北京工業大學隆重舉行。來自中國大陸、臺灣和新加坡的26支進入決賽的精英團隊向專家和評委們展示了自己的設計，這些包羅萬象的設計充分展示了學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的緣故，記者都覺得年輕了許多。最終，臺灣國立成功大學的“基于Net FPGA平臺之Open Flow虛擬網絡頻寬管理系統”項目獲得特等獎，浙江大學的“基于FPGA的M2M異構虛擬化系統”、中國科學院的“基于FPGA的汽車離道報警系統”以及山東大學的“基于FPGA的車牌定位系統” 項目獲得一等獎。其中，“基于FPGA的M2M異構虛擬化系統”獲得了Digilent特別獎，獲邀參加今年9月在美國舉辦的電子設計大賽， 而“基于FPGA的汽車離道報警系統”項目榮獲“安富利特別獎”。
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，從技術層次上看，我覺得浙江大學的‘基于FPGA的M2M異構虛擬化系統’是最難的，全世界高校里面能達到這個技術程度的我還沒看到。首先，它的CPU是自己做的；其次，在CPU上又運行了3種狀態的虛擬機，該CPU可以搖身一變作為MIPS、X86和ARM這3種CPU來用；此外，在虛擬機上還能跑虛擬系統，這又達到了另一個層次，而且MIPS虛擬機通過代碼轉換的方式可以跑X86的程序。例如，他們所展示的一個很古老的推磚塊游戲，它本身是X86的二進制游戲，通過二進制解析映射到MIPS虛擬機上，MIPS虛擬機居然又跑在自己做的CPU上。這證明浙江大學的計算機系是把所有東西融會貫通，從CPU設計，到操作系統，到虛擬機，再到各種應用系統，這么強大的多學科綜合能力，目前我能看到的也就是浙大能做到，這是打通了整個產業鏈的有世界級水平的教學項目。第二個讓我印象深刻的是中科院信息工程研究所的“基于FPGA的汽車離道報警系統”，他們展示了用簡單方法解決問題的能力。離道報警其實很復雜，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雜，給我個超計算機，還嫌它計算能力不夠。但是他們在設計的時候一直把商品化和實用化銘記于心，找了很多竅門。他們比對了幾百張照片，找到了其中的規律，而且找的很巧妙，例如左邊和右邊的角度等。該設計是在低成本的Spartan-6開發板上做的，竟然完成了別人可能需要幾百美金來完成的方案。它不一定有高復雜度和高性能，但是足夠聰明，能創造價值，這就是創新。”
本屆比賽的口號是“FPGA助力中國智造，擁抱嵌入式計算新時代”，謝博士解釋了原因：“嵌入式最近幾年出現了新的趨勢，就是做計算。用FPGA做金融行業的加速就是嵌入式計算的一個例子，實際上金融行業就是在比運算速度的能力，如果我比你快0.01 s就能賺錢。大連理工大學所做的‘基于FPGA的實時金融指數行情并行計算’利用一個Spartan-6開發板就能把整個實時行情提供到微秒級。可見，嵌入式不再只能做控制和電子系統，它完全可以進入主戰場，即計算戰場，我的口號就是云計算和嵌入式計算一個都不能少。”
生態鏈促產學研，期待引入風投，吸引更多天使
老師和學生們有這么多好的想法和設計，Xilinx是否會幫助他們把作品產業化呢？謝博士說：“這正是我想做的工作，但不適合一個公司單獨去做，最佳的方法是創造生態鏈，我們在生態鏈中能起引導作用，這也是我們今后要做的。可能老師做了一個雛形出來，但是性能不足以商品化，這時候我們就請合作伙伴提供設計服務，包括芯片的服務，讓他很快地把科研轉換為生產力。目前最高理想還有引入風險投資，但是實話實說，目前看到值得這樣做的有一定雛形的公司還沒有。然而Xilinx在其他國家已經這樣做了，Xilinx研究實驗室（大學計劃的一部分）在全世界范圍內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常快，其在華為已經形成了數千萬的銷售額。它就是我們大學計劃發現并孵化成功的。我也希望在國內傳播這個消息，Xilinx相當期望能把有一定級別的研究項目商業化并世界級水平。如果哪位老師覺得他有個潛質和能力請聯系我。”
現在，整個投資界（如天使投資）對硬件的投資減少了非常多，因為集成電路很難做，落到誰做集成電路誰就虧的地步。有個例外就是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，其實他想投硬件其實就是在投軟件。”
創新已到了關鍵時刻
在過去記者接觸的各類競賽中，中國大陸與其他地區和國家之間無論是技術上還是創意上都存在著一些差距。謝博士認為在本屆比賽中基本上看不到海內外的差異，他表示：“隨著信息更新速度的加快，學術界與工業界的距離以及國內外先進技術水平的距離都已經拉近，其實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，大陸代表隊的平均水平與新加坡、臺灣基本一樣。”
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、很隨意的設計注入很主流的高技術，這也是我們一個特色，可以培養很優秀的人，但是創新性有所欠缺。而國外更多的是開放性的思維，其中的技術不一定很深奧。通過這幾年的推動，我們也逐漸具備了創新性。謝博士說：“現在中國教育界已經是聞風而動了，只要國外有好的想法，我們就能做出來，有很強的執行力。我們的創新已經到了一個坎，再往前跨一步可能還需要5~10年的時間。”
現在只要是競賽都要冠上“創新”，每個人對創新都有自己的定義，謝凱年博士給出了他的答案：“創新就是沒有邊界，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別，不要有好學校和壞學校的區別。開源大賽就具備特質，在今后幾年尤其應該在教育界推廣這個特質，只有從大一開始就把這個精神植入學生心里，才能敢想敢做，實現創新。”
對于中國“智”造，謝凱年強調：“我覺得還是要落實到‘造’上，用英語說就是just do it,‘造’很關鍵，有想法就要做出來。中國是個制造業大國，所有東西都是有形的，這是我們最大的強項。跟印度還不一樣，他們的軟件+服務是無形的，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，變成最領先的，這樣才能把‘造’字體現出來，前面是‘制’還是‘智’，我們再研究。”
多姿多彩的大學計劃
Xilinx的大學計劃涉及很多方面，在與一些職業教育機構、高職、中專院校合作上，Xilinx已經走到了前面。謝博士表示：“首先這件事情是對的。以前FPGA是一個高不可攀的技術，但是隨著工具的發展，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院校技能大賽，用的是Spartan-6。對我而言，大學計劃不分級別，只有一件事，就是要提高學生的工程實踐能力，要開放思維，在大賽中不管你是職業院校還是本科、碩士、博士，我都一視同仁，提高工程實踐能力是我們的宗旨。我們會因材施教，因人而異，例如，針對211、958的院校，我們會支持他們做自主創新的CPU設計，針對職業院校，我們會鼓勵他們完成工程實踐項目。”
Xilinx與北京工業大學合作申請的教育部卓越工程師人才培養創新基地已經批下來，將用來給全國各個學校示范如何培養卓越工程師。謝博士介紹：“卓越工程師計劃最缺的就是案例，讓他們去解剖、分析。Xilinx的一個合作伙伴很擅長做案例，他們會把很多實際項目中的關鍵點抽象成案例，推廣到各個學校，北京工業大學也是這些案例的主要推廣點。通過把業界經驗變成案例再注入到教育中，能幫老師解決很多問題。產業界向教育界提供經驗流和最新的需求流，學術界向產業界提供人才和知識流，形成了良性循環。這樣出來的學生，不說是卓越工程師，我100%保證是個很好的工程師。”
聯合實驗室是大學計劃不可缺少一部分，Xilinx目前在中國大陸有156個聯合實驗室。謝博士表示：“聯合實驗室沒有計劃一定要達到什么數量。我覺得一旦有了數量指標的話，就容易偏離初衷，不能為了湊一個整數，非要弄一個聯合實驗室。我們今后的主要方向是相關專業的學生能人手一塊實用且性能適中的板子，每個人都能拿回宿舍用，而不是說要建多少聯合實驗室，實現多少銷售額。”
此外，高校老師采用Xilinx芯片做項目的比例也很高，簡單的判斷就是看這個老師是否購買了芯片，一旦買了芯片就是這個項目成功了。謝博士告訴記者：“高校老師向Xilinx買芯片的比例是很高的。從全世界發表論文情況來看，我們做過統計，每年現場可編程技術會議的100多篇文章中，用Xilinx芯片做項目的論文大概有60多篇。由此可見，在項目方面我們有壓倒性的優勢，而且已經輕車熟路了。”
為學生提供先進的“槍"
謝博士形象地說出了Xilinx開發工具的進步：“以前Xilinx的工具像機關槍，競爭對手的工具是手槍，機關槍很難操作，手槍拿起來就能打人，這樣學生就喜歡用手槍。現在Xilinx通過改進工具，讓它具備復雜和簡單兩個特性，既可以完成世界頂尖的非常復雜的設計，又能夠讓剛入門的學生像手槍那樣拿起來就用。”
據悉，OpenHW開源硬件與嵌入式大賽將從以前的每兩年一次升級為每年一次。謝博士介紹：“由于Xilinx明年會重點推Zynq，下屆大賽將提供Zynq板，以讓學術界搶先用最新的器件，立即開始創新，這是我大學計劃的任務，當然用Zynq板就肯定會用最新設計套件Vivado。”記者也期待更高性能的FPGA和更智能的工具能讓學生們設計出更加有沖擊力的產品。