TI 杯,并非遥不可及

2020-01-09 11:32
媒体报导
摘要:2019年年末,当大连理工大学创新创业学院(以下简称“大连理工创院”)的学生们从一座金光闪闪的奖杯中抓取糖果放在嘴中的那一刻,那份甜蜜与荣耀感是惟一的。

最奢侈的高校年会是什么样的?


2019年年末,当大连理工大学创新创业学院(以下简称“大连理工创院”)的学生们从一座金光闪闪的奖杯中抓取糖果放在嘴中的那一刻,那份甜蜜与荣耀感是惟一的。这座高70厘米的五面空心奖杯,**由金色的“电路”和“芯片”组成,而它的美只有那些电子相关专业的学生才最懂。当17,313支参赛队伍、近52,000人经过两年的准备与期待,在四天三夜的最终鏖战后,TI 杯——2019全国大学生电子设计竞赛(以下简称“国赛”)的最高荣誉,最终来到了大连理工创院。


而张泽之、李论、郭竞文这三个其貌不扬的大男孩出现在12月14日北京国家会议中心盛大的国赛颁奖礼现场时,身穿黑西装的他们始终带着与其年龄不相称的严肃,至少从表面上看不到一丝夺杯后的兴奋。相较于熟悉的国赛赛场,这样的大场面让他们感到无所适从,这一切仿佛梦境,即使是在实验室里熬过的那一夜夜里,他们也从未有一个时刻奢望过自己会成为全场的焦点,会成为“TI 杯”的得主。


左起:中国科学院院士、全国大学生电子设计竞赛专家组组长 管晓宏

中国科学院、中国工程院院士 王越

大连理工大学创新创业学院本科组 TI 杯获奖团队:郭竞文、李论、张泽之

TI 嵌入式处理高级副总裁 Greg Delagi

TI 全球副总裁兼中国区总裁 胡煜华

“入坑”

他们的辅导老师李胜铭也同样,“坦率讲他们获得 TI 杯时我比较惊讶,因为说实话,他们在我们前期的准备中并不是最充分的,当然能够获得 TI 杯也有必然的原因”。实际上,在全国17000多支参赛队伍中,大连理工并不是电类学科最强的高校,何况还有一些学生参与度非常高的电子类高校,每年都能拿到十几个国赛的全国一等奖。而且此前张泽之、李论、郭竞文也并不是公认最优秀的学生,那么李老师所说的必然原因是什么呢?


在大连理工西门附近座落着一座创客风很浓的独立6层教学楼,这里就是大连理工创院的一片天地,张泽之、李论、郭竞文这三个性格内向且话不多的男生就是从这里的机电创新实践班走出来的。早在2015年,某大学知名教授就曾对大连理工创院副院长吴振宇教授说过,“你们这样一种培养机制,拿杯是必然的,只是在哪个时间节点上拿而已“。


早在上世纪八十年代中期大连理工就已经开始了对创新人才的培养工作,并一直延续到现在,其核心内涵是创新实践人才的培养,整个过程注重“做中学”的理念,现在已经形成了三年完整的创新人才培养体系。在这样一个体系中,所有学生从开始加入就要树立明确的目标,并在这样目标的牵引下不断提升自己。“如果门槛太高,大家就够不到了,”据吴振宇教授介绍,学院会将目标分为大目标和小目标,小目标就是阶段性的任务,其中最重要的是入门培训,这在大连理工创院被称作“迈门槛”。迈过门槛后,随着一些小成果的产出,学生对于电子设计的兴趣就会变得愈发浓厚,自然后续对于更难、更有挑战性的项目也就会更有动力实现。正是在这样以项目为载体,以目标为导向的培养机制下,学生通过项目不断练习,发现问题、解决问题,进而能够设计新的项目,学院机电实践班每年能够培养出大概100多名动手实践能力非常强的学生。吴教授认为“TI 杯”就提供了一个非常好的激励机制,让学生在自己埋头苦做一段时间后,在小的成果之外突然间能够看到一个远大的目标。


“TI 杯”自然就成为了大连理工创院给学生们设定的那个大目标,而对于这个大目标,李论差点就失之交臂。2019年6月底,距国赛开赛仅2个月,正是备赛最关键的时刻,团队在一项赛事中失利,导致大家都情绪低落,而李论尤甚。大三的学生往往要为自己今后的前途多做考虑,而大连理工并不像很多高校对国赛获奖者在保研政策上有所倾斜,此前李论在备赛期间一直都在同时准备考研,而这次失利似乎帮他做出了选择。


李胜铭老师得知该情况,马上放下手头工作,和李论进行了一次四小时的长聊。他说:其实学生在备赛期间都会遇到各种各样的困难,技术方面老师可以帮忙指导,最怕的就是学生思想上出了问题。做事最重要的就是要保持专注,何况是面对国赛这样的大赛,不能全身心投入就意味着已经输了。对于已经在大连理工创院历练3年的李论而言,一次真正最高级别的实战的机会在最后关头放弃了,着实有些可惜。而且由于国赛两年一次的特殊性,他只有一次参赛的机会,错过了,这辈子就不会再有。李老师所做的不仅是将这些道理讲给李论听,而且帮他分析准备考研并不需要那么长时间,“没关系,到时我和你一起做这件事情(准备考研),你有什么学习困难,我来全力帮你”。最终李论重燃斗志,倾情投入。而最终的结果(李论最终既夺杯又保研)也让李老师很是”得意“,”从往届我带的这么多学生来看,只要你真正意义上肯努力,能够全心全意地付出,结果没有差的“。


大连理工创院实验室

绝望着,坚持着

看上去在国赛前就已保研的张泽之似乎可以心无旁骛地备赛,但事实是他同样也要面临分身乏术的问题,不能为了国赛放弃常规的课业学习。但众所周知,备赛时需要100%精力的投入,很难再挪出额外的精力顾及其他。备赛的过程难就难在明知不可兼得,但是必须做出努力,去寻找最优的平衡与取舍。曾经在一次校内选拔赛的同时,专业内的课程设计也压上来了,需要并行去处理很多任务。于是刚刚参加完竞赛,拿到一等奖的张泽之就必须用5天时间做完别人3个星期完成的东西。当时他觉得好难,只能是每天白天做、晚上做,最终还是坚持下来,按时完成了。


这种自我驱动的努力就是李老师所说的必然原因之一,因为除了能够完成老师所培训的任务内容外,他还看到了这个团队在备赛期间都住在实验室进行额外的准备。他平时常跟学生们讲,“志在高山,就不会落在平地。我们付出的努力终有回报,可能一分努力不见得有一分回报,但十分努力至少有三四分回报。“而这三个孩子显然领会了李老师所说。


大三这一年,业余时间除了保证正常功课学习之外,其他时间李论都泡在了实验室里,要么是在调程序,要么是在看数据手册,要么是在焊板子,基本没有闲着的时候。而大连理工创院的那条道路,张泽之每天常会跑上四五十次,因为元器件会分布在不同的教室,他不允许自己在做东西上偷任何的懒。他觉得专业方面自己也许没有别人优秀,但可以用自己比别人勤奋这一点来弥补专业上的不足。郭竞文备赛时上大二,正是课业繁忙之时,而他只要没课,就一定会出现在创院,当初他被两位学长吸纳入伙的原因就在于他“够拼够努力”。至于为了做项目或竞赛,对于团队来说通宵是常事。对此,队长张泽之给团队贴的标签是:“在国赛的所有参赛队伍中,我们三个人可能不是最专业的,但肯定是最努力的”。


但现实的残酷在于,努力永远只是必要条件,并不能解决所有问题。“最难的还不是熬夜,而是在遇到问题时,花了很多时间去查,但是依然不知道问题在哪儿的那种绝望。每种办法都行不通,网上查资料查不到,问同学也没有很好的解决办法,问学长,学长也没有遇到过类似的问题。事后回过头来看,发现投入了很多时间,问题依然没有得到解决,这时就会问自己:这么多时间和精力的投入,到底值不值得?“整个备赛过程让李论刻骨铭心的就是一次次的绝望,那种都搞不清楚问题出在哪儿的绝望,那种付出了很多却一无所获的绝望。


在这种时刻让李论坚持下去的是他自身对于国赛的情结,他曾和张泽之一起参加过2018年的省电赛,当时就觉得这是他所参加过的比赛中最公平公正的,拥有很科学客观的评测方法,而且规模和影响力也最大。此外自己非常喜欢那种和队友一起拼搏的经历,很想继续再搏一次,争取更好的成绩。而张泽之则是发自内心地喜欢电子,平常没人管的时候,就会自己做一些小作品,对于他来说参赛“更多的对电子的热爱,没有人让我去这么做,但是我就想这么做。”此外,在他心里还守着对队友的一份承诺,说好了要一起去奋斗,不抛弃不放弃。同样对电子制作保有浓厚兴趣的郭竞文坦承最初还是有一些功利的思想,希望自己大学四年在学习之外还要参加一些科创比赛,但是经过大一一年的学习,他发现自己对电子制作有极其浓厚的兴趣,就是兴趣给了他最好的支撑。


“但问题总归是要解决的,虽然在老师的帮助下可以化解,但知识的领悟最终只能靠自己,一点点从头开始,一步步找问题,最终摸索出来解决办法的那种欣喜,让你觉得之前的一切付出都是值得的,”李论说。


夺杯秘诀

所有辛苦的准备与付出都是为了2019年8月7日早7点半那一刻,只不过当那个时刻到来时,看上去不怎么顺。张泽之团队面临的是和很多团队相同的困境--题目和事先所准备的偏差较大:八道国赛题目中没有自己主要备战的方向——高频放大器类题目。高频类只有一道调频题目,而且频点相对较低,并非他们所长。种种权衡之下,团队选择了D题——简易电路特性测试仪。


在这样不利的条件下,他们最终捧得“TI 杯”,不是因为队伍成员个个都是大神级别的,出场自带光环,随便一个人出来都是用来膜拜的。事实上,张泽之、李论、郭竞文就只是三个普通的热爱技术的大男孩儿,技术上有弱点、有盲点,备赛上有过犹豫、迷茫,就像身边的大多数备赛学生一样。他们的备赛过程没有任何特别之处,也是从理论知识和实践能力两方面入手。只不过他们抓住一切可以动手的机会来提高实践能力,不放过每一次实战机会。当其他队伍只完成一个作品,他们就完成两个……


队长张泽之的硬件之路的真正开启始于一颗 TI ADS1115芯片。那是2017年大连理工校内电子设计竞赛时,当时的他电路知识刚入门,听一位学长说 TI 可以免费申请样片,不敢相信有这么好的事,直到那颗崭新、小巧的ADS1115来到他手上。兴奋地跑到实验室里去画电路板,那时的他还不会生成和导入封装,只能用尺子量着画,就这样一点一点量着画了出来。经过很多次的转印和腐蚀之后,张泽之终于制作出了一块看上去没问题的电路板,小心翼翼地将ADS1115焊了上去。大一暑假在家时他也一直在寻找方法来更好地利用ADS1115这个芯片,在这个过程中,他逐渐了解到,在 TI 官网上就可以获得数据手册及各种各样的方案、例程代码。大二在机电实践班举办的循迹小车竞赛中张泽之拿到了第一名,李胜铭老师把他单独叫到办公室,发给他一块MSP430F5529开发板。于是MSP430F5529占据了大二的寒假,他既没有打游戏,也没怎么出去玩,而是一字一句地翻译MSP430F5529用户指南。他了解到了很多的MSP430原理性知识,比如定时器、UART、SPI、IIC、ADC、比较器等等,这些知识给他带来了非常深刻的影响,让他在接下来的MSP430课程中,快速掌握了MSP430定时器以及捕获比较器的工作方式、串行通信的时序图、数模转换的原理等等。大三是能力突飞猛进的阶段,他利用 TI 官网的各种资源,设计了一个NFC通信系统,并获得了校内电子制作竞赛的一等奖。一路走来,张泽之逐渐学会了如何搞懂一块芯片、如何在网上获取各种资料,也学会了各种各样的调试、测试工具和上位机等等。


《德州仪器高性能模拟器件高校应用指南——信号链与电源》一书则给李论了很大帮助,书中讲到的集成运放、数据转换器和电源管理等很多知识,都是实践环节很重要的知识技能,非常实用。以前器件选型令他很头疼,而看完这本书后,选型这件事对李论而言容易多了。


从走进大连理工 TI 联合实验室的那一天,郭竞文先是用TPA系列的音频功放芯片参加校内电赛,无功而返的他静下心来学习单片机,从MSP430到MSP432。这样的选择是让他的学习过程很顺畅,因为每颗芯片都有丰富的技术资料,甚至包括应用案例。此外,不仅仅是顺丰包邮的免费样片,网页打开速度都比其他很多同类网站快。一年后郭竞文用MSP430G2553重返校内电赛,拿到了一等奖。


团队中,三人各有所长,李论擅长软件,对一些算法的掌握和调用及软件系统的建立比较拿手;张泽之和郭竞文擅长硬件,负责硬件、仿真和报告,从大一开始就开始做腐蚀电路板的张泽之大三时已能够熟练完成打印、转印、腐蚀、钻孔等工作,而且二人焊接调试等基本功也非常扎实。电赛国赛要想获奖,不能有弱项,还得有突出的地方,郭竞文不掩饰团队中的每个人都有弱项,但他觉得,团队成员之间能力上的互补及紧密配合,会在成为一个整体时,迸发出相对比较完整和强大的攻击力。


国赛赛场中的点点滴滴,也确实体现了三人组合的威力。当时张泽之调试一个检波器,一个晚上过去了怎么都调不出来,第二天郭竞文在浏览数据手册的时候发现了一个低频解决方案,按照这个方案不但很快调了出来,而且频率特性非常平稳。此外,从硬件上而言,D题发挥项——一个电容容值翻倍的故障很难测量,硬件二人组尝试了很多办法,但几乎察觉不到变化,这时李论提出直接用快速傅立叶变化等算法在频域进行相位测量。不但奏效,而且不需要添加任何硬件电路,还是沿用之前的硬件,只需要改一下采集通道、采样速率等参数即可。


此时幸运的天平也开始向他们倾斜,当初为了方便观察和调试而做的显示波形的代码,能够显示单片机采集到的每一路波形,没想到测评时这一项受到评委青睐,此外他们还加入语音播报故障等发挥项功能。即使在赛场时间很紧的情况下,他们还是按照平时所训练养成的习惯:对作品工艺很在意。例如对每一处连接进行加固,对每一个接口用标签标注。当时没想到捧杯,就是想把东西做好做稳定,而且整个作品的布局稍微美观一点,便于自己的操作。结果测评时看到其他组的同学在用万用板,有时插不紧,就会耗费很多精力做调试,而且还不稳定。认真细致、精益求精,当每个细节都考虑周全,团队最终的捧杯也就是水到渠成。


未来可期

站在领奖台上,在聚光灯下,当站在中间的李论没能一下子把“TI 杯”举过头顶时,两边的张泽之和郭竞文几乎同时伸出手来帮他,就像平时遇到问题时一样。无论是备赛期还是比赛时,团队中都是相互扶持和鼓励,当队友做错了一点什么,没有责怪,有的就是“我来”;熬夜做设计时,也是“你累了,你去歇一会,我来继续做”。就像郭竞文在捧起“TI 杯”时所说的,这座奖杯沉甸甸的,因为它凝结的其实是”不管遇到什么困难,我们都一起尝试去解决问题的过程“,”一路走来有很多点点滴滴都让我特别感动,尤其是跟两位学长一起通宵调试,真的是已经记不清通宵过多少夜晚了。”


而一向不善言辞的张泽之脱口而出“这个杯很美。”确实,TI 杯为他们仨的辛苦付出画上了一个完美的句号,对张泽之而言,拿到 TI 杯,这种为了国赛不断地去努力的过程和经验,将成为他非常美好的回忆。李论则表示 TI 杯更多是对他做事态度的肯定,不管做什么事情,都要认真地去对待它,不能辜负了自己的时光。年龄较小的郭竞文则戏称:“ TI 杯让我们这一年一起努力的这段记忆就像是镀上一层金一样,像 TI 杯一样闪闪发亮。但是生活还得继续,托福不能不考,考试周也不能不去,所以会珍藏这段记忆。”


是的,生活终将继续,但是 TI 杯之后,这三个男孩儿的生活也在悄悄发生着变化。技术的提高只是一方面,原本在分享会上紧张到无法顺畅表达作品的仨人,经过短短1-2个月的时间,在面对记者的采访时,已经能淡定从容的放松聊天了,甚至有时还妙句频出。除沟通表达外,未来还有很多挑战在的等着他们,但是经历过国赛战火历练的孩子,还有什么难题是无法攻克的呢?更为幸运的是,团队将受邀前往位于美国德州达拉斯 TI 总部,连护照都没有的三个男孩第一次出国就将参观并体验半导体行业最先进的产品与最前沿的创新技术,站在高处,从而可以更好地描画自己的未来。


对于获得 TI 杯,这三个内向的男孩儿都在感慨自己的幸运,但其实“TI 杯”是对他们过去一年少眠少休、兢兢业业备赛的回报,在电路布线为背景的奖杯上,镶嵌着五块金黄色、亮闪闪的芯片图案,在2018~2027年的十年间,这5块芯片会镌刻上5个名字。如今的大连理工大学已经将自己永远地留在了“TI 杯”上,下一个会是谁呢?下一个队伍又会有着怎样的故事?但我们有理由相信那一定是一支和张泽之团队有着共同特质的队伍——在不知道未来会发生什么的时候,就会努力去做。就像吴振宇教授所说的,“TI 杯”并非遥不可及,其实就在我们每个人的手边,主要是看你自己努力的程度,只要努力了就会有机会”。


TI 杯