[创新制造展示] 【21ic第三届设计大赛】题目思路与评分标准

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 楼主 | 2019-7-3 11:45 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 zhanzr21 于 2019-7-3 11:48 编辑

论坛因为受到新媒体的种种冲击,已经不是几年前的那种火热的人气的氛围了. 21ic论坛也是如此, 所以这次出题的时候有点替运营方担心, 怕人气不够参赛者太少. 事实证明担心是多余的, 参与的人的确不是那么多, 但是参赛的坛友们的作品令人眼睛一亮, 几乎都是比较完整又有特色的提交. 我个人感觉: 参与论坛的人少了, 反而是一种筛选. 把那些只喜欢被动看视频, 看直播的懒于动手的人筛选走不少.真正的DIYer还是留守在论坛. 论坛对于展示复杂的制作确实有它的优势. 当然我还是希望论坛多采取点措施, 多增加用户, 人越多更好玩.

这次题目虽然是我出的, 但是对于题目的深入探究却是各位参赛的坛友们的原创. 本人虽然没有参与到比赛当中, 但是几乎每天都上来看看坛友们的更新.实话说我也学习到不少. 在此诚挚地向各位动手完成设计的选手们表示感谢.


学习任何一门知识, 动手做是最快的. 但是光做还不够, 还需要思考, 还需要交流借鉴, 还需要反思. 这也是举办这次活动的初衷.
目前比赛已经完成提交阶段, 进入到评分阶段. 发这个贴是表明一下评分标准, 还有自己对这些题目的一些个人观点. 总体来讲评分依据如下:
  • 1.        原创性与完整性
  • 2.        切题程度
  • 3.        题目完成的展示效果
  • 4.        设计思路的清晰度

下面谈谈我对这两个题目的个人观点, 个人观点不是绝对的真理, 但是这次本人评分的依据(我不是唯一的评分者, 我的评分将和其他评分者一起综合计算得出最终的获奖名单).


首先我期待的是, 嵌入式系统是个完整的系统. 除非特别需要, 希望输入输出计算都在嵌入式端独立完成. 个人觉得嵌入式系统的目的就是能独立地完成任务, 如果对于正弦波, 方波这种简单的信号嵌入式系统都需要依赖Host系统生成波形输出, 那么嵌入式系统在整个工程领域的可用性要打个问号. 有人说嵌入式系统计算正弦波慢, 但是:
  • 1. 题目的要求并没有追求绝对速度的要求.
  • 2.嵌入式系统不管有没有浮点处理器,计算的性能是能完成题目要求的.


其次希望能在完成题目要求的基础上展现技术, 如果炫目的技术影响了完成题目要求,那么应该以设计要求为准. 现实工程领域也是这样的, 首先完成委托方的需求, 根据需求来取舍何种技术路线的实施. 如果为了单纯展示你的技术如何高明, 而与设计目标偏离, 那么你的项目服务谁呢? 当然在完成设计需求的基础上能充分利用新的思路,新的技术是最好的.



最后希望参赛者能在细节上精益求精,能多实践提高作品性能,同时给出理论上的论证.




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 楼主 | 2019-7-3 11:49 | 显示全部楼层
下面开始审题:
题目A是经典的函数发生器, 这个题目可以说在有电子竞赛的年代就有了, 历久弥新. 最早记得有全模拟电路实现的方案, 但时代在进步, 现代的工程实践中基本上以数字合成为主. 因为数字合成又灵活又高效, 这是业界的共识. 有位同学说信号相乘之后幅度变大要用模拟电路搭放大器, 这不是出题初衷. 如果幅度大了, 应该把相乘之前的信号进行衰减使得最终的输出在能输出的幅度之内. 或者把超过满幅度的信号进行钳位. 放大器不管怎么实现的, 应该是另外一个模块.

有的同学说片上没有DAC, 但是有的同学使用PWM模拟出了DAC, 这是机敏的思路.

基本需求是输出几种波形, 还需要控制波形的种类,幅度, 频率. 这里体现出嵌入式系统的独立性, 如果你烧一个程序输出正弦波1000HZ, 烧另外一个程序输出方波2000HZ, 那么这个系统就不独立.实际中这样的设计就没法用.

有个需求发现很少人做,就是输出预存储的自定义波形, 因为有些信号不方便用基本信号的数学公式合成(不方便,不是不能, 理论上任何信号都可以使用基本波形合成, 只是某些信号合成阶数太大,使用预先存储的sample回放更合理). 比如NES游戏机上, 有个信号通道就是播放sample. 现代工程实际中, 有时要特殊波形进行测试也会使用到这个功能.

不管是基础项目还是加分项目,都没有提到绝对的速度要求. 因为考虑到有的同学使用比较低端的硬件, 计算能力差些, 所以绝对的性能不是评分标准. 本题的核心要求就是要求嵌入式系统能独立完整精确灵活地输出所需要的波形. 这也是我对嵌入式系统的理解,  如果要求绝对的性能,  那么嵌入式系统根本没有存在的必要. 30年前桌面电脑的性能指标就和现在最强的嵌入式系统性能媲美或者超过. 但是嵌入式系统的特点是: 简洁, 够用, 稳定,  独立, 自成一体. 不要求绝对性能, 但是我期望有同学通过理论计算和实践将自己系统能输出的频率,幅度范围精确给出.

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 楼主 | 2019-7-3 11:49 | 显示全部楼层
题目B是设计实际项目时受启发想出来的. 大多数系统目前不会用到这种冗余设计. 但是如果你设计过汽车上的系统或者对功能安全有需求的工业控制系统, 就会对这种冗余概念有所涉及. 嵌入式系统跟所有的系统一样, 都有单点失效的可能. 失效的原因有很多种: 工程现场EMI干扰, 软件设计的bug, 硬件本身的bug, 操作者的失误, 其他系统的破坏性输入……我们都希望自己的设计不会失效, 但现实世界就是有各种意外. 比如你单个系统失效概率是0.01, 如果有冗余机制并且实施得好, 那么1+1冗余系统的失效率就是0.0001. 失效率的降低在某些场景上可以救活不少人. 工程师的神圣职责在这里有体现.

但是冗余系统的设计非常艰难, 可以说实施不当的话,冗余系统反而起副作用. 这也是大多数一般的系统, 消费类的产品并没有大规模使用冗余系统的概念的缘故. 本人估计,随着技术的演进发展, 冗余系统将越来越多地被应用.

回到题目中来, 我期望的是第二套冗余系统能够做到这几点:
1.        平时不能干扰原系统的正常运行,
2.        能最大限度精确的判断主系统的失效, 比如主系统仅仅部分失效的情况下, 从系统能否监测到. 从系统能否在监测到主系统失效的时候给予主系统恢复的机会, 如给予主系统复位信号, 对主系统失效次数进行计数,超过一定限度才认为主系统无可救药.
3.        从系统能否隔离主系统, 如在主系统无法恢复的情况下直接关断主系统的电源
4.        主从能不能对调, 比如主从系统使用一套代码.

有些设计是通过串口通信来监测主系统的健康度,个人觉得串口通信可以作为辅助手段, 主要的监测手段要使用独立的物理上的监测.  比如, 从系统也不断采样,计算此时应该输出什么.与检测到的主系统输出进行对比(闪烁阶段要使用频率测量来监测.)

与上一题类似, 希望有同学通过理论分析加上实践调试给出从系统检测失效的时延, 接管的时延.

实际的工程实践中, 对冗余系统测试是很重要的. 比如断开主系统的输出, 断开主系统的输入, 还有故意破坏主系统的固件(改变主系统的程序使之不能正常工作).实际工程实践中, 专业的检测认证机构就是这样操作的. 如果能考虑到这些, 也是非常值得赞赏的.

审题到此为止, 各位大作我还没有详细看, 以上是个人的一些观点, 欢迎探讨辩论拍砖. 最终评分将在近一两天出来.谢谢!

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| 2019-7-12 10:21 | 显示全部楼层


事实证明,你的担心,不是多余的。
就十几个人参与,还不算寒冷么

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zhanzr21 2019-7-13 12:54 回复TA
我看事情总是往乐观方向看, 参赛人不多, 但是参赛者积极性很高,完成的也很认真, 能做成这样, 我还是很高兴 
| 2019-7-15 11:15 | 显示全部楼层
我觉得,技术就是技术,没必要太多考虑新媒体流量的问题,投票的事情也不要太多的做,还是要专业的人做专业的事情,还是让专业的人来评论,投票这种事情有时候很多不确定

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zhanzr21 2019-7-15 22:13 回复TA
你说得对 技术就是技术 论坛能交流技术对大家都有好处 但是也有不实际之处, 毕竟主办方也是个公司 要盈利 要发工资的 流量还是很重要的 
| 2019-7-15 11:17 | 显示全部楼层
十几个人参与但是个个是精品,也达到目的,工匠精神还是要提倡的,其他人没参与不代表他们不知道这个活动,是因为很多人不想花时间在这上面

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