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電子設計自動化(EDA)領域和芯片（架構）領域的頂級會議一一設計自動化大會（Design Automation Conference, DAC）7月10日至7月14日在美國舊金山隆重舉行。由DAC會議組織的神經(jīng)網(wǎng)絡加速器設計領域最高級別競賽——系統(tǒng)設計競賽（System Design Contest, SDC）經(jīng)過3月、5月、6月三次周期測試和最終方案的提交之后落下帷幕，在國際70多支團隊激烈技術角逐之中，東南大學電子科學與工程學院博導張萌指導的SEUer團隊中榮獲全球第一（冠軍）！

團隊介紹

張經(jīng)緯，電子科學與工程學院2021級博士生，研究方向為基于 FPGA 的深度學習加速器設計。碩博期間參與多個國家級重點研發(fā)項目，以第一學生作者發(fā)表EI論文1篇。擁有超過5年以上的FPGA開發(fā)經(jīng)驗，參與Xilinx DPU-PYNQ開源框架研發(fā)，現(xiàn)為Xilinx開源社區(qū)Contributor與PYNQ開源社區(qū)作者。曾獲研究生電子設計競賽華東賽區(qū)一等獎、創(chuàng)“芯”大賽Synopsys國家二等獎在內(nèi)9項國家級獎項、4項省級獎項、10余項校級獎項，擁有豐富的科研競賽經(jīng)驗，在SEUer團隊中負責系統(tǒng)性能評估與軟硬件協(xié)同優(yōu)化。

曹新野，電子科學與工程學院2020級碩士研究生。主要研究方向為硬件加速器設計。主要的科研工作包括：輕量級神經(jīng)網(wǎng)絡算法與硬件設計、JPG硬件解碼器設計。連續(xù)兩年參加DAC SDC競賽，在SEUer團隊中主要負責硬件IP的設計與優(yōu)化。

李國慶，電子科學與工程學院2018級博士生，研究方向為深度神經(jīng)網(wǎng)絡的算法和硬件協(xié)同加速技術研究，參與多個國家級及省部級項目，博士期間以第一作者發(fā)表SCI論文7篇，其中3篇中科院一區(qū)，3篇中科院二區(qū)，以第一作者發(fā)表2篇EI會議論文并做口頭報告，以通訊作者發(fā)表SCI論文一篇，獲得2021年博士生國家獎學金，受留學基金委資助赴荷蘭埃因霍芬理工大學聯(lián)合培養(yǎng)一年。在SEUer團隊中負責神經(jīng)網(wǎng)絡模型壓縮和制定硬件加速方案。

張雨，電子科學與工程學院2020級碩士研究生，東南大學優(yōu)秀研究生共產(chǎn)黨員，現(xiàn)任2020級ASIC碩士研究生博學黨支部書記。研一期間規(guī)格化績點在ASIC實驗室排名第一，曾獲芯視達獎學金、第十七屆“華為杯”研究生數(shù)學建模競賽全國三等獎。在今年的DAC-SDC競賽中，前期主要負責神經(jīng)網(wǎng)絡的訓練，通過馬賽克增強、重參數(shù)化等數(shù)據(jù)增強方法提高網(wǎng)絡識別精度，后期主要通過動態(tài)調(diào)節(jié)電壓和頻率，來探索系統(tǒng)的最優(yōu)設計參數(shù)。

參賽歷程

DAC自動設計大會是全球久負盛譽的產(chǎn)學研交流盛會，也是中國計算機學會推薦的A類會議之一。由DAC會議組織的SDC系統(tǒng)設計競賽是目前神經(jīng)網(wǎng)絡加速器設計領域最高級別的競賽，評選極其嚴格，需經(jīng)過三輪的前期排名與角逐，每年僅有3支獲獎隊伍產(chǎn)生，且只在大會召開期間才公布最終的冠亞季軍及其指標結果。今年共有來自全球40余個組織的73支隊伍參加，獲獎率僅為4%。

DAC-SDC競賽不僅考察參賽隊伍的算法能力，還考察硬件設計及系統(tǒng)設計的能力。自2020年由FPGA、GPU雙賽道改為FPGA單賽道至今，已走過3個年頭，伴隨著參賽隊伍能力的不斷積累提升，賽況也越發(fā)激烈。

相較于去年賽題受限于SD卡傳輸速度，理論速度存在300fps的上限，今年賽題中SD卡加載圖片時間不再計入總時間，經(jīng)過測量分析，當前硬件環(huán)境下理論最高速度應接近2500fps，速度指標的瓶頸提高了8倍，性能提升空間更大，對團隊系統(tǒng)設計能力要求也更高。

SEUer團隊以此為優(yōu)化目標，從硬件性能和面積兩個層次進行協(xié)同優(yōu)化，最終刷新了該項賽事有史以來的能耗最低記錄——36焦耳，同時速度超過2000fps，接近2500fps的硬件理論性能上限。

從2020年到2022年，從總分第六到最低功耗、總分第一。SEUer團隊實現(xiàn)了速度提升到最初的55倍、功耗減少了近4倍、能量減少了近230倍。變的是技術力的提升，變的是參賽經(jīng)驗的積累，不變的是參賽的初心與激情。在未來，SEUer團隊將繼續(xù)把求真務實、勤勉創(chuàng)新的科學精神體現(xiàn)在所熱愛的領域，以青春之我，為國家芯片及EDA事業(yè)的發(fā)展積極貢獻一份力。

隊員心得

對我而言，DAC-SDC競賽的成功同時也見證了我碩士生活的成長。兩年時間，我們從第六名變?yōu)榱说谝幻?。我也從一開始的困惑與迷茫成長到了如今的堅定與成熟。成績提升的背后不僅有我們所付出的努力與汗水，也有更加科學的研究方法指導以及更加合理的團隊分工配合，在最終成果高性能的背后，是一次次的分析討論與任務分配。最后，感謝與我一同參與比賽的其他隊員以及老師，是我們共同的努力取得了如今的成績。

——曹新野

此次DAC-SDC奪冠是我們SEUer團隊第三次出戰(zhàn)該賽事，也是第一次獲獎。三年拼搏的點滴至今縈繞在腦海，細數(shù)團隊一同走過來的道路，交織著挑燈夜戰(zhàn)攻克難點的喜悅和遇見瓶頸舉步維艱的困頓。

從2020年初首次參賽到2021年末第二次參賽結果公布，我們經(jīng)歷了無數(shù)次性能評估、硬件架構優(yōu)化和底層驅(qū)動變更。系統(tǒng)設計，牽一發(fā)而動全身，而我們?nèi)諒鸵蝗盏貎?yōu)化調(diào)整，每一次的熱切渴望，最終換來的只是連續(xù)兩年第六的成績，可DAC-SDC只有前三名才有獎項。連續(xù)兩年鎩羽而歸，很多人想的是放棄，但所幸，我們SEUer團隊很快轉變了心態(tài)——與其去和別人較量，不如去跟自己競爭，每個成員把手頭眼下的工作做到極致，始終堅信每一份努力都值得！

鐵打的團隊，流水的隊員，今年第三次參賽時，我們已經(jīng)歷了兩次隊員更替，有的走出了校門踏上了社會，有的人留在實驗室繼續(xù)讀博，也有新生力量加入進來?？梢哉f是兩年的蟄伏換來了今天的厚積薄發(fā)。

開賽時，我們做了大量前置準備工作，認真總結往屆的教訓，借鑒成功的經(jīng)驗，明確分工、掛圖作戰(zhàn)。比賽期間，我們利用好周期成績補短板、強弱項，明確每周2次組會討論賽情，并做好日常的競賽日志記錄，實現(xiàn)隊員配合默契、工效最大化。成績揭榜時，從最初的期待，到最美的驚喜，再到過后的平常心，我們見證了一切努力都值得！

從總分第六到歷史功耗最低、總分第一，從55倍的速度提升，到近230倍的能耗比……這些略顯夸張的數(shù)值背后絕非是我們四個人做出的成績，而是SEUer團隊三年來的技術積累和老師的指導，才換取最終的一鳴驚人。一肩霜雪，砥礪前行，致敬曾熱愛過、執(zhí)著過、為之奮斗過的SEUer團隊中的每一個成員！我們無愧于青春，無愧于SEUer的隊名，榮耀屬于我們SEUer團隊的每一個人。

——張經(jīng)緯