优秀作品专访|用FPGA+ARM异构打造纯纯工业风：“最佳创意奖”作品展示-2025嵌赛FPGA竞赛紫光同创杯全国总决赛

创新突破创新突破·共赢未来·共赢未来

11月30日，由中国电子教育学会主办，东南大学和南京江北新区管理委员会共同承办的“第八届全国大学生嵌入式芯片与系统设计竞赛-FPGA创新设计赛道”决赛在南京圆满落幕！“紫光同创杯”共吸引926支学生队伍报名参赛，同比增长50%，成功登顶参赛队伍第一宝座！

作为紫光同创高校生态合作伙伴，小眼睛科技连续4年为赛事提供全程技术支持和指导服务，助力高校斩获累计约374项国赛奖项！2025紫光同创杯赛再创新高度，经过数月激烈角逐，小眼睛科技助力紫光同创杯赛155支队伍成功闯入全国总决赛，同比增长50%。其中，全国总决赛一等奖队伍21支，二等奖队伍38支，三等奖队伍96支，获奖队伍数量较去年增长50%。

近期，小眼睛科技对部分获奖作品进行了专访，将陆续为大家推出优秀作品展。让我们一起走进获奖队伍的台前幕后，看看他们是如何过五关、斩六将，从全国3900+支队伍中脱颖而出，一路冲刺到全国总决赛，斩获殊荣！

本篇专访作品：2025嵌入式竞赛全国总决赛最高奖项“最佳创意奖”获奖作品，来自电子科技大学的柴郡猫猫同好会队伍的专访内容。

Part1 优秀作品展示

电子科技大学：柴郡猫猫同好会

2025嵌入式竞赛全国总决赛“最佳创意奖”

获奖作品：《穿戴式外骨骼控制的移动双臂平台》

获奖队伍：电子科技大学-46905-柴郡猫猫同好会

01 作品简介

为了解决人类在高危环境以及人类无法生存的区域作业不便的问题， 作品构建了一个基于可穿戴外骨骼的移动人形双臂操作平台。 由外骨骼上的编码器获取操作人员手臂关节运动状态， 操作人员穿戴外骨骼后， 机械臂会按照操作人员的手臂关节角度运动， 实现操作人员可以直观， 简单的在远处操作机械臂完成特殊作业。该作品分为履带车机械臂和外骨骼端两部分。

履带车机械臂端搭载两条 7+1DOF 的自制关节电机机械臂，使用小眼睛科技RK3568+MES2L100H 开发平台作为主控，将外骨骼的数据通过 2.4G 高速 FLRC 接收至 FPGA端进行计算， 通过运动学解算以及可达性分析， 进行插值后生成运动轨迹， 将运动轨迹的 MIT 控制参数传给 RK3568,再通过 RK3568 内置的 CAN 控制器和板载的CAN 收发器对所有电机进行 500Hz 的 MIT 控制。 机械臂安装在自制履带车平台的丝杠滑台和回转平台上，可以通过丝杠滑台外推实现在车外的场地进行作业，同时也可通过丝杠滑台内收以及回转平台旋回对履带车本体进行换电和简单的自维护工作。

外骨骼部分采用自制的 STM32G474RET6总板进行外骨骼数据汇总。十四个OID-3806 高精度多圈绝对值编码器实现两臂肩关节至腕关节七个单自由度的活动数据采集，并采用TJA1050 实现编码器与总板的 CAN 通信。外骨骼末端连接自制单手手柄，采用STM32G474RET6 主控、摇杆及 AD823 运放跟随电位器后用 ADC 收集手部数据，进而对履带车及机械臂夹爪进行控制，并用 MAX13487 实现手柄到总板的 RS485 通信或 TJA1050 实现手柄到总板的 CAN 通信。

该平台基于外骨骼构建了更符合人体工程学和操作直觉的机械臂控制系统，且实现了精度高达 12 位、延迟小于 20ms 的机械臂控制系统，简化了操作流程，使操作人员更易上手， 并且规避了逆运动学解算导致的关节角度不可预测的问题，实现了更加可控更加精准的操作。

02 队伍介绍

指导老师：覃昊洁 电子科技大学 物联网工程系 高级实验师

队员1：田馨怡

电子科技大学信息与通信工程学院专业2024级本科生，擅长电子信息工程应用及机械设计。有一定硬件与软件开发经验，擅长嵌入式开发，PCB设计。

队员2：李尚勋

电子科技大学2023级英才实验学院数理基础科学专业本科生，擅长嵌入式电子工程，机械设计制造，系统工程。

队员3：杨雨衡

电子科技大学2023级信息与通信工程学院本科生，擅长FPGA，模拟电子及通信系统调试。

03 作品展示

Part2 团队专访

可以介绍一下为何在众多赛道中选择紫光同创杯赛吗？

紫光是目前国产芯片做的比较大的一家企业，同时看过了几家企业的赛题，紫光赛题在几个赛道中我们比较感兴趣，正好我们也比较喜欢类似Zynq的异构设计，PS和PL端协同的结构可以将高速计算，通信，控制分开，并分别发挥两个系统的优势，比较适合我们最开始构想的这个Idea，另外在了解各家板卡的过程中，我们一致感觉紫光同创赛道推荐的RK3568+PG2L100H这块板卡制作精良，资料完备，设计十分用心和优秀，同时也透露出一种成熟的工业感，感觉更能适合我们比较激烈的使用环境。

参加本次紫光同创杯赛有什么样的收获和体会呢？

我们对于嵌入式电子有一些经验，对于单片机，常用的通信，硬件，软件都比较熟悉，队伍里大家也是兴趣多多，机械，电子，软件，算法都比较感兴趣，可是多个方面都是浅尝辄止，各自为战，但是这次杯赛让大家把自己闲散的技能集聚起来，从做玩具，做测试用品级别的作品变成了融合各个方面的技能，做出一套确实看起来可能有点有趣的，具有“整体感”的一套系统，这是我们最大的收获。

FPGA方面，我们之前一直用的是Xilinx的FPGA，用Vivado去做设计，对于国产FPGA并不是很熟，但是这次参加紫光杯赛感觉到国产FPGA的发展迅速和强大，已经完全独立的做出了一套可靠，完整，甚至优秀的FPGA芯片体系和设计工具链。首先开发板性能非常稳定，该有的保护和稳定性考量一个不少，使用起来非常顺手，其次PDS的功能很全，功能也基本有对应，更重要的是文档比较齐全，不禁让我们感慨，国产FPGA已经做到这个程度了，这是让我们非常惊讶也非常惊喜的。

我们是第一次用PDS开发FPGA，在开发途中积累了很多在陌生开发环境进行技能迁移与充分利用环境现有功能进行辅助开发的经验。与此同时，我们总结了以往项目的经验教训，在这次项目中充分运用系统工程思维，从工程整体出发，让各个子工程之间能够互相预留出接口按照规划科学有序地连接，也让系统整体的可靠性与各个模块之间拓扑的可读性与可理性得到了保障，确保了整个项目能够被科学有序地逐步推进，也让我们积累了大量系统工程学相关的经验，对大型项目的开发能够做到更加得心应手。

对于未来有什么新的期待吗？

对于我们自身，希望我们能再接再厉，将此次参赛积累的宝贵经验、教训与技能，充分应用于未来的工程项目开发与学习实践，并从比赛中结识的行业专家前辈与各学校大佬处学习，持续优化和轻量化我们的作品，使其性能更强、应用场景更广、交互体验更优，并在未来开发出更人性化、更高性能、更好用、更智能的作品，登上更高的舞台。

对于杯赛方紫光同创和技术支持方小眼睛科技，我们祝愿两家企业能越做越好，尤其是在工业级、科研级FPGA+ARM异构开发板这个目前其他厂商涉及较少的方面上，利用自身的人才优势和技术优势，继续发展，越办越好。

祝愿嵌入式芯片与系统设计竞赛成为更大的竞赛平台与校企联系的平台，广纳人才，继续鼎力支持中国的人才发展和技术发展！