FPGA-Entwicklung

FPGAs (Field Programmable Gate Arrays) ermöglichen es, digitale Schaltungen exakt auf die Anforderungen einer Anwendung zuzuschneiden. Sie bieten maximale Parallelität, deterministisches Zeitverhalten und hohe Performance – dort, wo Software auf General-Purpose-Hardware an ihre Grenzen stößt und die Fertigung eines ASIC (Application-Specific Integrated Circuit) aufgrund niedriger Stückzahlen mit zu hohen Kosten verbunden ist. Ich entwickle maßgeschneiderte FPGA-Lösungen für Embedded-, Industrie- und Kommunikationssysteme, vom Konzept bis zur Inbetriebnahme.

Leistungen

Ich unterstütze Sie bei allen Schritten der FPGA-Entwicklung – von der Idee bis zur Integration der fertigen Hardware:

VHDL/Verilog-Entwicklung: Entwurf, Implementierung und Verifikation digitaler Logik in VHDL und Verilog
IP-Core-Design und Integration: Erstellung und Anpassung modularer IP-Blöcke, z. B. für Schnittstellenanbindung (UART, SPI, CAN, PWM, etc.) oder Signalverarbeitung
System-on-Chip-Designs: Kombination von FPGA-Logik mit Embedded-Prozessoren, welche als Hard-Macros z. B. auf Xilinx-Zynq- oder Intel-SoC-Plattformen oder Soft-Cores auf beliebigen FPGAs implementiert sein können
Hardwarenahes Debugging: Timing-Analysen, Simulationen mit RTL-Simulatoren (z.B. Modelsim, GHDL) und Tests mit Logic-Analyzern
Schnittstellenentwicklung: z.B. PCIe-, CAN-, SPI-, I²C- und ADC/DAC-Anbindung oder Anbindung an kundenspezifische Protokolle.
High-Speed-Design: Pipeline-Architekturen, Takt-Management und deterministische Signalverarbeitung.

Werkzeuge und Plattformen

Ich arbeite mit gängigen FPGA-Toolchains und verwende sowohl kommerzielle als auch Open-Source-Lösungen:

AMD (früher Xilinx) Vivado, Intel Quartus, Lattice Diamond
GHDL, GTKWave und cocotb für Simulation und Verifikation
Offene Toolchains wie yosys und nextpnr bei Bedarf
Zielplattformen: Zynq-7000, Artix-7, MAX10, iCE40 u. a.

Anwendungsszenarien

Echtzeit-Signalverarbeitung – Filter, Encoder, PWM- und Puls-Sequenzen
Industrielle Kommunikation – Anbindung von Protokollen wie EtherCAT, CAN, SPI, etc. an Ihr Design
Motor- und Antriebssteuerungen – präzise Takt- und Pulssteuerung für Positionierantriebe
Hardware-Beschleunigung – Offloading rechenintensiver Aufgaben von der CPU auf dedizierte Logik
Prototyping – schnelle Umsetzung und Test von ASIC-Konzepten

Ihre Vorteile

Höchste Performance und deterministisches Zeitverhalten
Reproduzierbare und erweiterbare Architektur
Integration in bestehende Embedded- oder Linux-Systeme
Effiziente Entlastung von CPUs durch Hardware-Offloading
Langlebige, anpassbare Lösungen für industrielle Anwendungen

Projektanfrage

Sie benötigen eine maßgeschneiderte FPGA-Lösung für Ihr System oder möchten bestehende Hardware erweitern?
Ich begleite Sie von der Spezifikation über die Implementierung bis zur erfolgreichen Inbetriebnahme. Bitte zögern Sie nicht, über das folgende Formular unverbindlich Kontakt aufzunehmen.