2024年全國大學生嵌入式芯片與系統設計大賽”在南京圓滿落幕。為了深入了解此次大賽的意義及其背后的故事，《電子工程專輯》對ST中國區大學計劃經理唐曉城進行了獨家專訪。
8月13日，“2024年全國大學生嵌入式芯片與系統設計大賽”在南京圓滿落幕。此次大賽吸引了來自全國552所高校的超過20,000名學生參與，展現了當代青年學子在嵌入式技術領域的創新熱情與實踐能力。
作為大賽的重要支持者之一，意法半導體（ST）不僅為學生們提供了先進的技術平臺——本次大賽決賽中有超過60%的參賽作品是基于ST STM32系列、車規微控制器（MCU）、MEMS傳感器、NFC和功率器件等設計的——還通過一系列的高校合作計劃促進了產教融合。為了深入了解此次大賽的意義及其背后的故事，《電子工程專輯》對ST中國區大學計劃經理唐曉城進行了獨家專訪。
嵌入式競賽的特點及優勢
據唐曉城介紹，大部分經典的大學生電子類競賽通常側重于完成特定指標的客觀命題式任務。例如，對于DC-DC穩壓調節器，要求輸出5V、3A，紋波小于40mV。評判標準主要考慮DC-DC的性能，如帶負載能力和紋波大小。
相比之下，嵌入式競賽的命題則是開放式的，由協辦企業設定限制性題目要求。“只要作品具有商業價值并能制作出原型，學生就可以自主定義作品的功能和解決的工程問題。企業設定的題目限制，主要是引導學生利用最先進的技術和應用趨勢，確保與行業需求保持一致。這種方法培養了同學們的系統級設計思維及對行業需求的洞察力，而在大部分學校的課堂教學中，這一點往往被忽視。參加過這類競賽的學生在就業市場上更具競爭力。”唐曉城指出。
ST在競賽中的角色
據介紹，ST通過題目的設置提升學生的嵌入式系統設計能力。“我們的題目要求涵蓋當前嵌入式系統中的前沿技術趨勢，包括低功耗設計、安全性、可靠性、小型化和互聯性。此外，我們還融入了邊緣AI、電動汽車系統和數字電源等受學生歡迎的熱門行業應用趨勢。ST今年還為學生項目提供了多種先進產品，包括STM32系列、車規MCU、MEMS傳感器、NFC和電源組件等。”唐曉城表示。
學生可以使用多種ST器件來激發他們的創造力，并開發創新項目。這些器件包括：
- STM32系列
- 車規MCU Stellar E系列
- MEMS傳感器，如6軸IMU
- NFC標簽和讀卡器
- Page EEPROM
- STSAFE認證和安全數據管理產品
- 功率器件
- IOLINK收發器
- ST60 60GHz非接觸連接收發器
除了以上資源，ST還組織或參與了1場線上宣講和近10場線下宣講，以幫助學生有效理解和利用ST豐富的產品。學生也可以通過論壇和電子郵件溝通渠道在開發階段向企業尋求技術支持。
在提升學生嵌入式技能方面，嵌入式競賽并不是孤立存在的，唐曉城指出。結合在大學中廣泛采用的ST MCU課程，學生可以利用競賽作為其課程知識學習的實踐環節和階段性總結，得到進一步的提升和鍛煉。還可以參加由ST與中國電子學會聯合組織的嵌入式能力認證考試，評估水平所在等級。
優秀作品展示
今年的競賽作品整體質量相比去年有所提升。“在不同的應用方向上，數字電源項目的數量有所增加，例如基于由STM32G4和STM32H7 MCU及功率器件驅動的三相逆變器、無線充電系統、雙向DC-DC和PFC等。由于ST提供了用戶友好的生態系統，學生可以快速學習并利用好定時器和ADC來組建電源系統，基于Arm平臺的數字電源解決方案正越來越受師生歡迎。”唐曉城指出。
其中一個令人印象深刻的項目是湖南工業大學的三位同學開發的汽車無線充電系統。在該系統中，停車后，位于地面的無線充電發射端會自動調整位置，以精確對準車內的接收端。以此確保最佳的傳輸質量和效率，展示了嵌入式系統設計中創新與實用性的完美結合。
ST企業杯作品：汽車無線充電系統
另一個來自成都理工大學的項目——無水光伏板清潔系統，因其獨特的創意也脫穎而出，獲得了大賽的最佳創意獎。這個系統利用靜電作為清潔原理，取代了傳統的刷子和水。通過靜電作用，該系統最大化利用了太陽能電池板本身產生的電能，消除了對水和刷子的依賴和維護需求。原型機運行可靠，清潔效果顯著，成為商業應用的可行解決方案。“該項目完美也契合了我們競賽的目標，展示了嵌入式系統設計中學生的創造力和實用性。”唐曉城說。
最佳創意獎：無水光伏板清潔系統
ST促進產教融合的努力
自2005年以來，ST一直致力于通過ST中國大學計劃與高校多元化的合作形式來促進產學融合。這些合作包括：
- 精品課程：ST通過為老師和學生提供前沿技術和產品，促進高校的課程教學升級。同時，ST在和高校的合作中分享來自業界的需求，彌補課堂教學與行業需求之間的差距，以改進大學課程的建設。這種合作方式確保了學術課程與行業不斷變化的需求緊密結合，使學生在工程實踐方面有所提高，具備其職業發展所需的實際技能和知識。
- 師資培訓：參與開發課程的老師通過為期兩天的師資培訓活動與更多來自各個學校的老師分享他們的教學經驗。來自各地的老師可以從同行那里學習成功經驗，借鑒課程案例和思路，以此改進自己的課程。
- 全國大學生競賽：對在課堂學習之外，希望獲取額外實踐經驗的學生來說，參加學科競賽為其提供了寶貴的實踐機會。ST參與了多項比賽的支持或協辦，例如：
- 藍橋杯競賽：藍橋杯競賽要求參與者在4－5小時內獨立完成基于STM32 MCU的任務，通過實踐的方式，鞏固學生的基礎知識，非常適合低年級的同學參與，亦可作為挑戰更大難度比賽的一個臺階。
- 嵌入式競賽：具有較為扎實基礎的學生可以嘗試參與前面提到的嵌入式競賽中的挑戰。2－3名成員組成的項目團隊，需要在3－4個月內開發一個具有商業潛力的產品原型，展示他們在嵌入式系統設計中的創新和技術能力。
- 電源設計競賽：ST還參與了由中國電源學會組織的電力電子競賽等特定領域的更專業的學生競賽。讓更多同學在專業領域接觸到最前沿的產品和技術。
- 認證項目：認證項目提供了一個培訓和對能力評估的平臺，由中國電子學會和以ST為代表的業界公司定義認證培訓課程和考試內容。認證分為三個級別：初級、中級和高級。
- 聯合實驗室：上述合作項目可以通過ST與大學建立的聯合實驗室來協同促進。聯合實驗室為學生提供了一個參與各種活動的平臺，促進了在實踐中學習。
ST始終致力于電子行業人才培養
ST的投資目標與未來計劃
“近年來，很多高校已經著手進行教學改革。然而，總體而言，大部門學校的課堂教育仍然更多地強調理論方面，在培養學生實踐和應用方面仍存在不足，與行業需求存在差距。”唐曉城指出。
ST一直積極推動產學合作，旨在提升中國電類學生的專業技能，幫助他們提升工程素養，滿足企業和用人單位的人才需求。ST在全球擁有廣泛的客戶群體，利用對行業需求的理解，向大學課程提供反饋和建議。
作為半導體業內知名公司，ST將這一舉措視為重要的社會責任，旨在培養電子領域的高質量人才，為中國行業的發展和進步做出貢獻。未來的重點則是更緊密地與行業趨勢對接，將業界前沿的應用領域帶到高校的合作中。“我們將不斷改進與大學的合作，同時建立更好的人才培養和行業匹配機制。幫助學生找到更適合他們技能和抱負的舞臺。”唐曉城總結道。
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