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第 期電子報
山海胸襟,深耕工業基礎技術 國立中山大學數位內容及多媒體技術研究中心
分類:產學快訊
發行期別:
發佈日期:2016-04-06
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山海胸襟,深耕工業基礎技術

國立中山大學數位內容及多媒體技術研究中心

 

文/張萬珍  圖/計畫團隊、張萬珍

黃英哲教授。

 

    國立中山大學位於高雄市西子灣,依山面海,得天獨厚的環境,以「山海胸襟、熱情洋溢」為特色,是南臺灣的學術重鎮。中山講座余光中教授有感寫出了新詩:「海峽浩蕩是前景 壽山巍峨是後台 日月與眾星是大壁畫 更有長堤舉起了燈塔 把七海的巨舶都迎來 這壯闊的舞台正等待 一位主角來演出 天風與海潮都在呼喚 美麗的預言正在等待 來吧!西子灣等你到來。」

    進入中山大學,最確實的方式是從西子灣隧道步行而入。彷彿經歷儀式的洗禮,帶著必定會抵達光明校園的信心和決心,穿越暫時的黑暗和涼意,即刻置身美好境地,迎向非常體驗。

    中山大學的「數位內容及多媒體技術研究中心」分為系統架構、影像處理、和3D繪圖三大領域,刻正執行科技部深耕工業基礎技術專案計畫「先進繪圖與視訊基礎技術研發」,由資工系黃英哲特聘教授主持,成員包含資工系李宗南、李淑敏、張雲南、鄺獻榮、蕭勝夫、Steve Haga等教授及高雄大學資工系陳佳妍教授。此中心是臺灣唯一擁有完整三維電腦繪圖軟硬體開發及整合能力的團隊,執行過5項大型整合型計畫,在2010年和2013年兩度榮獲科技部國家整合型計畫績優計畫獎,在國際發明展有2金3銀的佳績,2014年榮獲國家發明創作獎。黃教授表示,核心團隊持續運作達10年,一路成長到軟硬體都能掌握,真的是「十年磨一劍」,紮實培養實作人才。

黃英哲主持人(左二)與中山大學的「數位內容及多媒體技術研究中心」成員展示成果並合影。

 

完整三維電腦繪圖軟硬體開發與整合

    中山大學「數位內容及多媒體技術研究中心」擁有臺灣自主設計的SIMD-Based多執行緒繪圖處理器,長期發展三維電腦繪圖OpenGL ES1.0及2.0程式庫和繪圖處理器的編譯器,還有多視角立體影像、多執行緒的著色處理器、作業系統的移植、驅動程式的寫作、效能監控及偵錯的軟硬體平台、混和時間和行為的模擬、虛擬平台的模擬等技術及實作系統。研究團隊更進行了OpenGL ES 1.0/2.0 API相容性測試,減少廠商進行相容性測試的時間與成本。

軟硬體模組。

 

系統晶片展示。

 

模擬之GLBenchmark畫面。

    研究團隊整合使用者空間及核心空間的軟/硬體資訊,搭配系統連接架構的使用效率、軟硬體間的執行流程和效率等資訊,提供針對整合系統晶片更為準確的效能分析,找出設計的瓶頸,調整其架構或演算法,增強效能。此外亦藉由多精度浮點運算器、動態電壓/時脈調整技術及工作負載預測模組,達成節省72%的晶片運算功耗,提供最佳低功耗幾何運算處理單元設計。

三維電腦繪圖處理單元精度分析與低耗能設計。

 

    該中心提供OpenGL應用、運算與驗證、技術授權、人員訓練交流等服務,已完成4項技術授權,正在進行1項產學合作計畫,亦執行企業獎助優秀博士生參與研究的計畫。黃教授表示,這些措施能促進學術與產業的良性交流互動,使研發技術與實際商用的產業界緊密聯結,達成技術深耕的目標。

享受從學術到實務的「最後一哩路」

    黃英哲教授現任中山大學特聘教授、資訊工程學系主任、日月光半導體講座教授、曾任臺灣積體電路設計學會副理事長、中山大學產學營運中心副主任。他在中山大學資工系以「軟硬整合、手腦並用、團隊合作、放眼全球、產學雙贏」為發展方針。

    追溯起自己的產學識見和能力的養成,他歸功於在美國南加州大學修習計算機博士時期指導教授給的「禮物」。當時,指導教授賞識他博士論文的技術,認定具有實務價值,推薦他領導5人的研究團隊,把技術應用到軍用直升機的飛航控制處理器中,但要多花兩年才能畢業!在聖經經文「因為我們這短暫輕微的苦楚,要極盡超越的為我們成就永遠重大的榮耀」啟示下,他享受從學術到實務的「最後一哩路」。多走的旅程讓他認識到美國大公司的要求,從學術到實務所需的付出,也享受到研究結果「會跑會動」的踏實感,確立了「寧願論文少一點,但每個都有具體幫助」的價值判斷。回到臺灣後,基於他在美國學術和國防工業的經驗,盛群半導體率先委託他設計和分析8位元的微處理器,爾後陸續和幾間公司合作,一直開發到32位元的微處理器。

    在黃教授的產學生涯中,另一個轉捩點是與新竹科學園區廠商合作開發ARM相容處理器。ARM架構是一種32位元精簡指令集處理器架構,廣泛使用於許多嵌入式系統設計,由於具有節能的特點,適用於行動通訊領域追求的低成本、高效能、低耗電目標。在黃教授與廠商合約開發的第二年要實作雛型,能操作且功能要相容,但會和原廠的專利有關。要怎麼樣才能完成計畫,又能迴避專利呢?黃教授決定把「專利」弄通。他參加了「智慧財產權」的訓練課程,不但全勤,還通過考試獲頒證書。這時把ARM的專利拿來讀,了然於心之外,還發展出迴避的技術,申請到臺灣、大陸和美國等系列專利,成為開發ARM的賽程中臺灣學界少數能抵達終線的團隊。

    黃教授升等教授的代表作就是和產業互動的果實,「聽進業界的要求往往能讓學術表現更上一層樓。」當時,他向業界展示一項特色電路的技術,業界希望能證明這項技術和其他的系統相容,但要多花6個月的時間!達成之後,從其中結晶的論文有概念也有實作相片,投稿國際知名期刊時,審稿委員覺得已經很完整,清楚明白,一投就上不需修訂,成為他升等教授的代表作。

傳承與光大

    在黃英哲教授主持的「嵌入式系統實驗室」入口,有一幅融合壯闊的校景和實驗室研究成果的壁畫,含意是「山海胸襟,基礎深耕」。晶片上的微處理器執行軟體,就像是系統晶片的大腦,是發號施令的中樞,可以控制其他的硬體進行動作,黃教授的實驗室已經深耕這項技術十幾年,是臺灣頂尖的團隊。在中山大學,他們一步一腳印,逐漸將技術擴大,有論文也有實作,在產學兩界和各種國內外重要競賽連連獲獎,聲名遠播。年輕的學子都知道進入黃教授的光環就是未來的保證,在他門下學習,過程苦些、久些,都有價值,從心底推崇愛戴黃老師。實驗室歷年畢業的學生,多進入知名公司和機構如:美國Intel、台積電、聯發科、邁威爾科技(Marvell)、瑞昱半導體、晨星科技、智微科技、緯創資通、中華電信、工研院、智原科技、晶心科技、創意電子、晶豪科技、金麗科技、奇景光電、華碩、矽創電子、宏達電等服務。

黃英哲教授闔家和實驗室學生於2015年春遊東埔溫泉合影。

 

 深耕專案計畫名稱:先進繪圖與視訊基礎技術研發                            

計畫主持人:黃英哲

計畫成員:希家史提夫、陳佳妍(國立高雄大學資訊工程學系)、蕭勝夫、

                 張雲南、鄺獻榮、李淑敏

執行機關:國立中山大學資訊工程學系

合作機構:工研院、國家晶片中心(CIC)、傲林資訊、

                 邁威爾科技(Marvell)、聯發科、美國Intel、智崴資訊、

                 賽微科技、智原科技、一元素科技、北瀚科技、緯創資通、

                 新唐科技、中華電信、遠翔科技、美商超微半導體(AMD)、

                 樂陞科技、茂發電子、台灣騰協生技、趨勢科技、華邦電子、

                 驄豪科技、生訊科技、康佳特科技、恒耀工業