关于昇显微电子
昇显微电子（苏州）股份有限公司成立于2018年9月，总部设立在苏州市高新区。作为一家拥有自主知识产权的中国本土驱动芯片设计公司，专注于当下热门的AMOLED显示屏幕的驱动芯片开发，重点面向智能手机及智能穿戴等消费类电子产品。
昇显微由海归清华博士和行业专家创办，核心团队成员来均自业内知名芯片设计公司，研发团队70%成员拥有硕士及以上学历。公司已获得科技型中小企业资质，申请了国内数十项设计专利，并且在2020年底通过了ISO9001质量体系认证。
昇显微自成立以来不断创新完善产品技术及服务，追求高效的运行机制，致力于为客户提供最先进的驱动芯片解决方案。至今已成功量产多颗行业领先的AMOLED驱动芯片。公司的愿景是成为AMOLED驱动芯片行业领军企业，最终助力实现国产芯片自主可控。
昇显微电子命题说明
昇显微电子命题专项奖专门用于奖励选择昇显微电子命题的赛队，昇显微电子命题专项奖是初赛奖，由企业专家评出。入围决赛的参赛队伍继续参加大赛决赛奖项评比，与初赛奖项互不冲突。
每道赛题奖项设定：
一等奖1队，奖金1万元；
二等奖3队，每队奖金0.5万元
第八届大赛参赛说明
https://cpipc.acge.org.cn//cw/detail/10/2c90801795a92a850195cc477e8519c6
赛题一：基于双三次插值的图像缩放算法优化
课题背景
在图像的处理与应用中，图像缩放是基础且常用的操作。无论是在移动端设备的图像显示适配，还是计算机视觉任务中的图像预处理阶段，都需要高效且高质量的图像缩放算法。双三次插值作为一种经典的图像缩放算法，因其简单易实现而被广泛使用，但在缩放过程中容易出现图像模糊、锯齿等问题。本课题旨在优化双三次插值算法，以提升图像缩放后的质量。
课题内容及要求
- 软件任务：实现一套基于双三次插值的图像缩放算法，要求能够将输入图像按照指定的缩放比例进行放大或缩小，且缩放后的图像在视觉效果上尽量减少模糊和锯齿现象，保持图像的边缘和细节信息。缩放比例由输入参数决定，取值范围为 0.5 到 4.0。
- 软件附加任务：在完成基础软件任务的条件下，对双三次插值算法进行优化。通过引入局部自适应权重机制，根据图像局部区域的特征调整插值权重，进一步提升缩放后图像的质量。优化后的算法在处理复杂纹理图像和具有尖锐边缘的图像时，视觉效果上要优于传统双三次插值算法，峰值信噪比（PSNR）至少提高 3dB。
- 硬件任务：在完成软件任务的条件下，将设计出的软件模型用数字集成电路实现，完成Verilog代码的编写、前仿、综合，评估时序与面积。
说明
- 算法输入为常见格式（如 BMP、JPEG 等）的彩色或灰度图像及指定的缩放比例，输出为缩放后的图像。
- 后续PSNR的评价会使用原图作为基准，输入图像由原图通过多种不同的缩放算法得到。
- 算法不能调用图像缩放过程不明确的模块或函数，需自主实现双三次插值及优化部分的核心代码。
- 软件算法实现的编程语言为 C、C++、Matlab 或 Python。
- 硬件算法实现的编程语言为Verilog。
评审得分点
- 缩放准确性：总分 10 分。缩放后的图像尺寸与理论尺寸误差在 1 像素以内得 10 分；误差在 1 - 2 像素得 5 分；误差超过 2 像素得 0 分。
- 图像质量：总分 20 分，10分为主观视觉评分，10分为特定的图案检测结果的亮度均一性。在主观视觉中无明显模糊和锯齿现象得 8 - 10 分；有轻微模糊或锯齿得 1 - 7 分；模糊和锯齿严重得 0 分。
- 优化效果（PSNR 提升）：总分 30 分。优化后的算法在处理不同类型图像（包括复杂纹理图像和具有尖锐边缘的图像）时，相较于传统双三次插值算法，PSNR 每平均提高 1dB 加10 分，最高30分。
- 算法效率：总分 10 分。在处理标准尺寸（如 512×512 像素）图像时，优化前后算法的运行时间增加不超过 100% 得 10 分；增加 100% - 400% 得 5 - 9 分；增加超过 400% 得 0 - 4 分。
- 算法创新性：总分 10 分。提出新颖的局部自适应权重机制或其他创新性优化方法得 8 - 10 分；对现有优化思路有一定改进得 4 - 7 分；无明显创新得 0 - 3 分。
- 硬件消耗小，功耗低，面积小：总分20分。
总分 100 分。
课题目标
- 完成从算法调研到算法实现及验证的全部过程，完成算法描述文档。
- 能够针对图像缩放过程中出现的模糊和锯齿等问题，提出有效的优化方案，使算法在图像质量和效率上达到较好的平衡。
课题输出
- 算法相关的原始代码及详细的算法描述文档，包括传统双三次插值算法的实现细节以及优化算法的原理和步骤。
- 算法仿真结果，包括缩放前后的图像对比、PSNR 值对比等相关数据指标，以及对不同类型图像的处理效果分析。
- Verilog代码和设计说明文档。
- 设计中的问题解决与团队合作过程的心得小结，阐述在实现算法过程中遇到的困难及解决方案，以及团队成员之间的协作情况。
专家答疑邮箱
sun.fei@sdmicros.com
赛题二：图像90度旋转
课题背景
在IC设计领域，设计出高效且能兼顾图像质量的图像处理硬件电路，是对设计者能力的重要考验。本题要求参赛者设计一个硬件电路，利用尽可能少的帧缓存空间，对特定分辨率的RGB图像完成90度旋转操作。
输入图像为分辨率1920x1080（行x像素数）的RGB彩色图像，每个RGB分量色深为8位；输出图像分辨率为1080x1920，同样为RGB彩色图像，RGB分量色深保持8位。输出图像允许存在一定程度的损失，但需保证平均峰值信噪比（PSNR）不小于25dB。
课题内容及要求
- 旋转方向
实现图像顺时针90度旋转。
- 帧缓存空间
设计方案应使用最少的帧缓存空间完成图像旋转操作。需详细说明帧缓存空间的使用情况及优化策略以减少空间占用。
- 数据处理流程
描述图像数据在硬件电路中的处理流程，包括数据读取、存储、旋转计算以及输出过程。
- 硬件实现
使用Verilog或VHDL硬件描述语言实现该设计，并给出完整代码。代码应具备良好的可读性和可维护性，包含必要注释。S
- 仿真验证
提供用于验证设计正确性的仿真测试平台代码，模拟输入不同分辨率的图像数据，验证旋转结果的正确性。同时，给出仿真波形图，对关键信号和数据处理过程进行分析说明。
- PPA评估
参赛者需对设计进行功耗（Power）、性能（Performance）、面积（Area）的评估，并提交相关报告，阐述评估方法及结果。
评审得分点
- 设计文档（50分）
- 需求分析与方案设计（10分）：准确理解题目需求，提出清晰、合理的总体设计方案。
- 帧缓存空间分析（20分）：详细、准确分析帧缓存空间使用情况，提出有效优化策略。
- 数据处理流程描述（20分）：清晰、完整描述数据处理流程，以及各阶段的细节架构设计。
- 代码实现和仿真（30分）
- 代码质量（10分）：代码结构清晰，可读性强，注释详细，符合硬件设计规范，可综合实现。
- 仿真环境（10分）：仿真测试平台代码完整，测试用例能够全面验证设计功能。
- 仿真结果（10分）：给出详细、准确的仿真波形图说明代码实现结果，对关键信号和数据处理过程分析深入。
- PSNR及PPA评估（20分）
- PSNR分析（10分）：提供至少三组不同特性图像输入输出对比和PSNR计算结果，说明设计实现的PSNR性能，以及为提升PSNR所采取的额外优化措施。
- PPA分析（10分）：采用正确、合理的PPA评估方法，真实反映设计的PPA性能。
- 加分条件
- 加分条件一：以尽量少的额外帧缓存开销，使设计能够支持输入图像的像素时钟频率是输出图像像素时钟频率的1 - 2倍，即输入帧率是输出帧率的1 - 2倍。请详细说明针对此条件所采用的缓存管理与数据处理策略。
- 加分条件二：在相近的帧缓存开销下，若输出图像平均PSNR > 40dB，额外加5 - 10分。
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sun.mengzhe@sdmicros.com
赛题三：自适应均衡器设计
课题背景
随着有线通信数据量的提高，信号传输速率越来越快，高速信号经过信道如PCB走线后高频分量衰减严重。不同应用场景下PCB走线长度不同，信号衰减也会不同，因此接收端的自适应均衡器在系统中尤为重要。
课题内容及要求：
- 输入：高速差分PRBS信号，传输速率10Gbps，差分摆幅200mV~400mV；
- 耦合方式：AC耦合，电容100nF；
- 信道特征：差分特征阻抗100ohm，5GHz频率处幅度衰减0~12dB（可以使用一阶RC低通滤波器模拟信道衰减）；
- 输出：均衡器输出幅度大于200mV，ISI jitter<0.15UI；
- 电源域：1.8V（±10%）和VDD（±10%），VDD为选定工艺的核心电压；
- 工作温度：-40°C~85°C；
- 工艺：建议使用28nm~55nm工艺；
- 功耗：小于10mW。
评审得分点：
- 调研电路架构，给出选定架构的理由（10分）
- 完成电路设计，版图设计以及前仿真结果满足指标（40分）
- 版图寄生提取后仿真结果满足指标（20分）
- 功耗满足指标（根据选择的工艺和功耗数值打分）（20分）
- 版图布局和面积开销（10分）
课题输出：
- 电路原理图和版图；
- 完整的设计报告，包括原理说明和仿真结果等；
- 遇到的困难如何解决，经验和心得分享
专家答疑邮箱
xu.xiaofeng@sdmicros.com
