参赛要求：本科生组/无限制组
赛题内容：
利用Arm Cortex-M3 DesignStart处理器在可编程逻辑平台上构建片上系统，实现图像采集，图像处理和人机交互功能，观察并优化系统的性能。
使用ArmCortex-M3 DesignStart Eval提供的处理器IP，在你的可编程逻辑平台上构建简单的Cortex-M3片上系统。 系统应至少包含：
ArmCortex-M3 DesignStart处理器；
利用片上或板上资源实现的ROM与RAM；
与芯片外部引脚连接的GPIO外设。
使用KeilμVision工具编写并生成软件程序，实现GPIO输出引脚跟随GPIO输入引脚变化。将对应的输入、输出引脚连接至板上开关与LED，确认程序正确运行。
如上图，在FPGA中编写图像传感器的接口和数据缓存，作为Cortex-M3片上系统的一个外设，并编写软件程序，将图像传感器的采集结果显示在开发平台自带的液晶屏上。
在Cortex-M3上编写软件程序，识别摄像头拍摄到的车牌中的5位数字并显示在LCD屏上。可以在FPGA中设计硬件加速器，帮助Cortex-M3加快图像识别的速度。
利用以上实现的系统，进行20张图像识别挑战赛：
测试图片由“模型车牌生成器”生成；参赛队自制20张不同的车牌，保持原大小复制到白底Power Point中，每页一张。模型车牌由XX.YYYYY组成，其中YYYYY为5位纯数字，此次识别就仅限于这个5个数字。
测试时，启动PPT演示计时功能，摄像头拍摄屏幕上的“模型车牌”（拍摄位置由参赛队自由选择），识别并在LCD屏上显示其中的5位数字，同时给出识别完成信号（蜂鸣或亮灯），人工切换到下一张测试，所有测试完成后计时停止。计时停止后，参赛队在LCD屏上显示所有识别结果供裁判核对正确率。
最终得分以速度排序，时间越短的参赛队成绩越好。但识别错误3张以上取消比赛成绩。在3张错误以内，每错一张时间罚5秒。
作品提交：
设计报告：
作品展板（团队介绍、项目心得体会、项目研发情况、技术创新点、后续工作）
作品PPT（团队介绍、项目心得体会、项目研发情况、技术创新点、后续工作）
系统设计方案
功能仿真及测试结果图
系统展示图片、或视频
设计数据：
系统原理图、软硬件代码，仿真和测试结果；
现场测试比赛
评分规则：
| 内容 | 分值 | 评分要求 |
|---|---|---|
| 1. 完成Cortex-M3片上系统的基础设计 | 20分 | 1. 正确获得Arm Cortex-M3DesignStart Eval IP，正确使用内部总线连接存储器与外设；2. 在硬件平台上实现系统，并正确编译、下载软件程序， 现场编程调试，通过按键改变LED等的闪烁方式或频率证实系统运行情况； |
| 2. 完成图像传感器芯片的数字接口设计，并作为与Cortex-M3片上系统的外设 | 20分 | 1. 详实规范的设计文档2. 编写软件成功实现图像采集；3. 数字接口设计的功能仿真结果等可视化成果； |
| 3. 图像识别算法的实现 | 30分 | 1. 图像识别算法的详实设计方案2. 图像处理协处理器的功能仿真结果等可视化成果 |
| 4. 现场演示 | 30分 | 1. 现场演示图像识别功能2. 追求更高的识别正确率和速度 |
本题目可选用MPS2开发，但不限于此平台，队伍可自行选择使用类似的硬件平台开发。但所使用板卡的官方售价不得高于MPS2，且FPGA主芯片限于Altera的Cyclone、Max系列，和Xilinx的Spartan、Artix系列。不得采用其他中高端系列FPGA芯片。
技术讨论区：百度贴吧“全国大学生集成电路大赛”
| Pmod JA | Pmod JB | Pmod JC | Pmod JD | Pmod XDAC |
|---|---|---|---|---|
| JA1: C17 | JB1: D14 | JC1: K1 | JD1: H4 | JXADC1: A13 (AD3P) |
| JA2: D18 | JB2: F16 | JC2: F6 | JD2: H1 | JXADC2: A15 (AD10P) |
| JA3: E18 | JB3: G16 | JC3: J2 | JD3: G1 | JXADC3: B16 (AD2P) |
| JA4: G17 | JB4: H14 | JC4: G6 | JD4: G3 | JXADC4: B18 (AD11P) |
| JA7: D17 | JB7: E16 | JC7: E7 | JD7: H2 | JXADC7: A14 (AD3N) |
| JA8: E17 | JB8: F13 | JC8: J3 | JD8: G4 | JXADC8: A16 (AD10N) |
| JA9: F18 | JB9: G13 | JC9: J4 | JD9: G2 | JXADC9: B17 (AD2N) |
| JA10: G18 | JB10: H16 | JC10: E6 | JD10: F3 | JXADC10: A18 (AD11N) |
| Pmod JA | |
|---|---|
| JA1: C17 | spi_rtl_ss_io[1] (CS2) |
| JA2: D18 | spi_rtl_ss_io[0] (CS1) |
| JA3: E18 | spi_rtl_io1_io (MISO) |
| JA4: G17 | GPIO_lcd[2] (BLK) |
| JA7: D17 | GPIO_lcd[0] (DC) |
| JA8: E17 | GPIO_lcd[1] (RES) |
| JA9: F18 | spi_rtl_io0_io (MOSI) |
| JA10: G18 | spi_rtl_sck_io (CLK) |
| Pmod JB | |
|---|---|
| JB1: D14 | |
| JB2: F16 | nTRST（PULLUP） |
| JB3: G16 | TDO |
| JB4: H14 | TDI（PULLDOWN） |
| JB7: E16 | |
| JB8: F13 | nSRST(dap13)（PULLUP） |
| JB9: G13 | SWDIO(dap14)（PULLUP） |
| JB10: H16 | SWCLKTCK(dap15) |
| Pmod JC | 正点原子OV5640 | 微雪OV5640 |
|---|---|---|
| JC1: K1 | PWDN | PWDN |
| JC2: F6 | PCLK | D0 |
| JC3: J2 | D6 | D2 |
| JC4: G6 | D4 | D4 |
| JC7: E7 | FLASH | RST |
| JC8: J3 | D7 | D1 |
| JC9: J4 | D5 | D3 |
| JC10: E6 | D3 | D5 |
| Pmod JD | 正点原子OV5640 | 微雪OV5640 |
|---|---|---|
| JD1: H4 | D2 | D6 |
| JD2: H1 | D0 | XCLK |
| JD3: G1 | CAM_SDA（PULLUP） | HREF |
| JD4: G3 | CAM_SCL（PULLUP）* | SDA |
| JD7: H2 | D1 | D7 |
| JD8: G4 | RST | PCLK |
| JD9: G2 | HREF | VSYNC |
| JD10: F3 | VSYNC | SCL |
| Pmod XDAC | |
|---|---|
| JXADC1: A13 (AD3P) | |
| JXADC2: A15 (AD10P) | |
| JXADC3: B16 (AD2P) | uart_keyboard_rxd |
| JXADC4: B18 (AD11P) | uart_keyboard_txd |
| JXADC7: A14 (AD3N) | |
| JXADC8: A16 (AD10N) | |
| JXADC9: B17 (AD2N) | uart_wifi_rx |
| JXADC10: A18 (AD11N) | uart_wifi_tx |
这里需要特别注意的地方是：OV5640的上电时序比较特殊，我们初始化PWDN和RST应该特别小心，初始化先控制RST为低电平，PWDN为高电平，使摄像头处于待机模式，延时10ms后控制PWDN为低电平，再延时10ms后控制RST为高电平，OV5640模组启动。
| 正点原子OV5640 | 微雪OV5640 |
|---|---|
| GND | GND |
| SCL | SDA |
| SDA | HRE |
| D0 | XCLK |
| D2 | D6 |
| D4 | D4 |
| D6 | D2 |
| PCLK | D0 |
| PWDN | PWDN |
| VCC | VCC |
| VSYNC | SCL |
| HREF | VSYNC |
| RST | PCLK |
| D1 | D7 |
| D3 | D5 |
| D5 | D3 |
| D7 | D1 |
| FLASH | RST |