“华为杯”第五届中国研究生创“芯”大赛——华为企业命题
答疑邮箱:wangbo24@hisilicon.com华为企业命题专项奖设置特等奖:2队,每队奖金1万+1万元华为产品一等奖:5队,每队奖金1万二等奖:12队,每队奖金0.5万华为赛题总参赛队低于30队时,将适当减少获奖名额赛题一:12GbpsNRZ接收机均衡器(RXEQ)设计描述及要求(基础):1.设计一个满足性能要求的工作速率12Gbps的接收机均衡器电路;2.发射机输出幅度差分400mV;3.信道插入损耗IL>10dB@6GHz,SP参数见附件;下载链接:cpipc.acge.org.cn/sysFile/downFile.do?fileId=2bad6f2dc7a644a0938300e0e2c9ef6a4.信道编码:NRZ,码型:PRBS7;5.接收机均衡器输出指标:jitter<0.2UI;6.CTLE功耗电流要求<15mA;7.具有信道线性均衡(CTLE)能力;8.给出均衡器和输出波形和眼图(前仿真结果);9.完成版图和后仿真;描述及要求(加分):1.Jitter<0.15UI,越小越好;2.CTLE工作电流<10mA,越小越好3.具有判决反馈均衡(DFE)能力;4.具有自适应线性均衡算法能力(算法和设计可以分开);5.具有自适应判决反馈均衡能力(算法和设计可以分开);评审得分点:1.电路原理正确,能完成正常的均衡功能和前后仿真结果;2.功耗,面积有合理分析;3.Jitter指标越小,得分越高;4.功耗越小,得分越高;5.低阶工艺设计是加分项;6.有DFE和自适应均衡算法和实现是加分项;输出要求:1.接收机系统设计思路。2.电路原理图和Verilog代码以及版图。3.仿真结果(前仿,后仿)。4.总结:方案优势,不足,改进建议等。赛题二:超低噪声、超高PSRR的LDO芯片设计描述及要求:1.超低RMS噪声:8µVRMS(10Hzto100kHz)2.超低噪声功率谱密度:20nV/√Hz@10kHz3.超高电源纹波抑制比(PSRR):70dB@1MHz4.最大输出电流:50mA5.宽输入电压范围:5V+/-10%;6.可使用一个外接电容(非输出电容)以提升Noise和PSRR性能;7.过流保护电流限100mA;8.输出电压范围:2.5V(精度越高越好)9.瞬态响应:最大过冲/最低跌落≤±40mV@1mA和50mA在1us变化,Vin=5V,Vout=2.5V;恢复时间≤40us;10.建议使用标准CMOS工艺评审得分点:1.思路正确,没有大的Bug;2.噪声、PSRR、瞬态响应等关键性能指标越高,得分越高;3.需要有文档,说明各个子电路性能指标(如基准源,误差放大器,快速启动控制,全环路控制)的分解依据,子电路结构的选择依据等;4.查询业界典型产品的指标,分析差距存在的原因,和可能的改进方向;5.面积、功耗有合理分析;6.各个子模块的功耗和噪声贡献(用饼状图给出占比分析);7.PSRR性能分析;8.瞬态响应性能分析;输出要求:1.电路及仿真设置;2.详细设计文档;3.电路原理图与仿真验证数据。赛题三:16bit/5Msps的SARADC设计描述及要求:1.样本率:5MSPS2.分辨率:16位,无丢码3.动态范围:>=80dB4.信噪比(SNR):>=80dB5.总谐波失真(THD):−90dB6.积分非线性(INL):±6LSB(典型值)7.差分非线性(DNL):±0.5LSB(典型值)8.真差分模拟输入电压范围:±5V9.低功耗:小于100mW(5MSPS,外部基准电压缓冲器,回波时钟模式)10.SAR架构无延迟/流水线延迟11.温度范围:−40°C至+125°C12.供电电压:5V或者3.3V(模拟部分),不限(数字部分)13.工艺:CMOS工艺评审得分点:1.思路正确,没有大的Bug。2.SNR等关键性能指标越高,得分越高。3.需要有文档,说明各个子电路性能指标(如Vref,高速比较器,充放电电容阵列)的分解依据,子电路结构的选择依据等。4.查询业界典型产品的指标,分析差距存在的原因,和可能的改进方向。5.面积、功耗有合理分析。6.各个子模块的噪声贡献(用饼状图给出占比分析)。7.各个子模块的功耗(用饼状图给出占比分析)。8.非线性校正算法的选择。输出要求:1.系统级模型或直接电路模型。2.详细设计文档。3.电路原理图与仿真验证数据。赛题四:基于AI的侧信道数据分析描述及要求:1.数据分:SET1训练数据集合(Label、data)、SET2测试数据集合(Label、data)。曲线参考见赛题四附件。下载链接:cpipc.acge.org.cn/sysFile/downFile.do?fileId=4c49e2866ccc40a6bd6e25c964d77bea2.使用基于AI进行侧信道数据进行分析测试:使用数据集Set1进行训练,Set2进行攻击匹配测试;3.基于AI侧信道测试方式不少于2种(CNN、MLP等);4.训练曲线数目无要求,最高不超过Set1最大数目,攻击测试曲线要求对Set2全部进行测试,目标:利用训练的模板对Set2进行label测试匹配,成功率=匹配成功曲线数目/全部测试曲线数目;5.AI模型要求硬件实现(实现方式不限),同时有软件代码做参考rm对硬件进行正确性验证。评审得分点:1.相同测试曲线数目,成功率越高得分越高;2.两种方式最终得分:(方式1成功率+方式2成功率)/2;3.有第三种及以上基于AI攻击方式,作为加分项。输出要求:1.攻击算法的设计文档、实现代码以及实验数据(不含原始曲线数据);2.不同AI侧信道分析方式的比较分析文档;赛题五:基于指令集的后量子格密码设计描述及要求:1.使用verilog采用指令集方式(协处理器方式)搭建NIST第三轮数字签名候选算法CRYSTALS-Dilithium(NISTSecurityLevel=2),其中综合频率不低于200MHz(28nm),密钥生成、签名和验签阶段的cycle数分别不超过9k,54k和9k,逻辑门(不含memory)面积不超过400K门。2.格基算法中采样器和多项式乘法算子要求硬件逻辑实现,其中采样器至少支持离散高斯采样和二项分布采样。评审得分点:1.功能正确,符合题目要求。2.算法CRYSTALS-Dilithium实现的面积越小,功耗越低,综合频率越高,得分越高3.指令集可扩展性越强(可搭建除CRYSTALS-Dilithium之外的格基密码算法,如CRYSTALS-Kyber,Saber等),得分越高。4.指令集设计中考虑防侧信道和故障注入攻击,可加分。5.在性能、逻辑门面积相同条件下,Memory面积越小得分越高。输出要求:CRYSTALS-Dilithium算法的详细设计文档(包括专用指令集的功能和结构描述)、逻辑代码、性能报告和验证报告。赛题六:电磁特征识别算法设计描述及要求1.在EM侧信道和EM故障注入中,被测目标载体是一个比较大的目标例如(3cm*3cm),2.探头直径只有0.2mm,0.5mm.待测目标运算所占面积和探头面积相当(目标运算为一个黑盒,可以进行已知数据输入、输出结果获取);3.在EM侧信道攻击测试中,如何以最优的方式快速选择最佳侧信道采集点4.(泄露最明显位置),选择方式需要优于穷举法,并进行对比说明;5.在EM故障注入时,如何以最优的方式快速选择最佳故障注入点6.(故障注入最易出错位置),选择方式需要优于穷举法,并进行对比说明;7.并通过实际测试或仿真方式验证选取方式。评审得分点:1.理论分析越全面,得分越高;2.在FPGA、Asic平台上推广性越高越好;3.与穷举法对比说明理论清晰,结论越合理越全面得分越高;输出要求:1.最佳探测点识别选取算法的设计文档、实现代码以及实验数据;2.不同电磁检测点选取方式的理论分析文档;3.不同电磁检测点选取方式算法分析文档和实现代码;赛题七:高性能ONLINEDATACRYPTO模块设计描述及要求:1.基于标准加密算法设计一个加解密模块IP,通过该模块IP,SOC对总线传输及存入存储的数据进行机密性和防重放的保护;2.高性能ONLINEDATACRYPTO模块可以选择NIST、IEEE、IETF等组织颁布的标准加密算法(包括候选算法),但不包含AES,SM4算法,算法模式不限;3.采用Verilog实现高性能ONLINEDATACRYPTO模块,采用SMIC40nm工艺时,工作时钟频率300MHz以上,性能为128bit/cycle,采用其他工艺时,频率需要等比例折算;4.高性能ONLINEDATACRYPTO模块接口请参考AXI接口,接口如下图所示,实际接口信号可根据具体实现进行增减。AXI通道中AW通道,AR通道和B通道无需处理,因此接口中未画出其输出接口。5.AXI写操作不支持乱序和间插,AXI读操作支持乱序和间插。评审得分点:1.实现算法功能正确,满足题目要求;2.设计方案文档描述清晰,模块功能划分合理;3.代码简洁,可维护性好;4.模块加密安全性证明越合理,安全性越高,得分越高;5.文档中要求明确的对面积和功耗优化的措施说明,优化措施越有效,模块面积越小,功耗越低,得分越高;6.对数据吞吐量影响越小,读写latency越小,得分越高;7.要求有完备的验证方案和验证用例;输出要求:1.详细设计文档和逻辑代码;2.输出验证用例、验证数据和波形截图;3.功能、性能仿真报告以及功耗/性能/面积评估数据。赛题打分原则:90分及以上:满足题目所有要求,有较好的商业价值或有较多亮点(亮点定义为架构清晰、算法效率高、实现指标优异等任何超出题目要求的点),PPA、设计指标等行业领先。75-89分:满足题目所有要求,同时有一定的商业价值或有一定亮点。亮点越多得分越高。60-74分:满足大多数要求或题目全部要求,作品整体上中规中距无亮点。60分以下:不满足题目大多数要求。建议在作品中列举作品的亮点和不足。满足题目要求的基础上,超出题目要求越多越好。