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Leistungsstarke FPGA-Lösungen – für eine flexible und effiziente Systementwicklung

Die Anforderungen an moderne Elektronik werden immer komplexer: Flexibilität, Leistungsfähigkeit, Ressourcen- und Energieeffizienz oder Echtzeitfähigkeit sind die zentralen Anforderungen an die heutigen Designs und stellen neben den Kosten und Prozessen die größten Herausforderungen dar. Gemeinsam mit unseren Kunden begegnen wir dieser Komplexität mit leistungsstarken FPGA (Field Programmable Gate Arrays) Lösungen. Sie ermöglichen die Implementierung komplexer elektronischer Funktionen in einer einzigen Plattform, die den Anforderungen moderner Anwendungen, wie z.B. im Bereich der Signalverarbeitung oder künstlichen Intelligenz, gerecht wird.

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ITK Ingenieur an einem Laptop mit Platinen-Hardware bei der Integration von FPGAs für ein Kundenprojekt.

Sie nutzen bereits FPGAs oder komplexe SoCs in Ihren Embedded-Designs, oder visieren diese an?
Die Hemmschwelle zur Nutzung ist nach wie vor oft hoch und die Einbringung dieser vielseitigen Technologie führt zu komplexen Strukturen in Entwicklung und Organisation. Das kann nicht nur Effizienz mindern, sondern auch die Performance im Marktvergleich erheblich reduzieren. Durch eine gezielte Nutzung und Integration bringt unser Expertenteam Ihre Embedded-Lösungen an den Rand des Machbaren, egal ob in den Bereichen Vernetzung, Bildverarbeitung, Echtzeitfähigkeit, High-Speed-Computing oder Data-Acquisition. Wir unterstützen Sie bei der Entwicklung und Integration von Hardware und Software in Ihre Embedded-Systeme und schaffen eine zukunftssichere und skalierbare Plattform, die Agilität und Effizienz in Ihrer Organisation steigert.

Grafikrendering zeigt ein FPGA-Chip-Digital-IC-Feld-programmierbares Gatterarray mit großer FPGA Aufschrift.

Modernes FPGA-Tooling und moderne FPGA-Sprachen bieten die Wahl zwischen dem Fokus auf die Entwicklungsgeschwindigkeit oder die Produktreife: Je nach Projekttyp und Projektstadium, vom Proof-of-Concept bis zum finalen Produkt, muss das passende Tooling ausgewählt werden.
Die Herausforderung hierbei ist das breite Wissensspektrum: Von Kenntnissen zu VHDL bis C++, von Schaltplan bis Software – und die Erfahrung der Wahl eines robusten Designs bei optimaler Entwicklungszeit. Bei all diesen Herausforderungen unterstützt ITK in Kundenprojekten durch die langjährige Expertise im Bereich FPGA und das über Branchen hinweg: in der Medizintechnik, in der Industrietechnik, in der Messtechnik, oder im HiL-Automotive-Umfeld.

Unsere FPGA-Lösungen: Flexibel, Leistungsfähig, Echtzeitfähig

Flexibilität: FPGAs sind programmierbar, ihre Konfiguration kann somit meist beliebig oft angepasst werden, wodurch einfache Produktupdates und Erweiterungen möglich sind. Mit den konfigurierbaren Ein- und Ausgängen können die verschiedensten Schnittstellen – von einfachen I2C-Sensoren bis zu PCI-Express – realisiert werden.

Leistungsfähigkeit: Rechenintensive Anwendungen wie Signal- oder Bildverarbeitung und Künstliche Intelligenz erfordern meist einen hohen Datendurchsatz, schnelle Übertragungsraten und hohe, parallele Rechenleistung. Gleichzeitig müssen die Systeme bei begrenztem Platzbedarf eine geringe Leistungsaufnahme und Abwärme gewährleisten. Da die Schaltungen eines FPGAs an spezifische Anforderungen angepasst werden können, kann der Leistungsverbrauch optimiert werden.

Echtzeitfähigkeit: FPGAs ermöglichen harte Echtzeit im Nanosekundenbereich und die Integration von Peripherieschnittstellen für ADCs und Sensoren in einen einzelnen Chip.

ITK Softwareentwickler sitzt vor einem Laptop und einem zweiten Monitor und arbeitet an einem Kundenprojekt zur Integration einer FPGA-Lösung.

Komplexe Anforderungen durch innovative Entwicklungsansätze meistern

Mit einem FPGA kann auf mehreren Abstraktionsebenen gearbeitet werden. Diese reichen von grafischen Codegeneratoren über High-Level Synthese (HLS) mit C++ bis zur Beschreibung auf Registertransferebene (RTL) mit VHDL. Mit Softcores und System-on-Chip FPGAs können diese noch durch Software und Betriebssysteme erweitert werden. Dadurch ergeben sich eine Vielzahl an Möglichkeiten: Verschiedene Ebenen können kombiniert werden wodurch ein großer Lösungsraum ermöglicht wird.

ITK Mitarbeitende präsentieren ITK als Partner für Methoden Expertise.

ITK Engineering, Ihr Entwicklungspartner

ITK-Expertinnen und Experten haben in vielen Projekten bewiesen, dass sie dieser Herausforderung gewachsen sind. Durch den großen Lösungsraum treffen zusätzlich agile Softwareentwicklung und klassische Entwicklungsprozesse aus der Hardwareentwicklung aufeinander. Die Herausforderung besteht darin, die Geschwindigkeit einer agilen Softwareentwicklung mit CI/CD und der notwendigen Vorausplanung und Sorgfalt aus der klassischen Hardwareentwicklung zu vereinen. Wir verfügen über umfassende Expertise in allen relevanten Bereichen: Methodisches Know-How, Software- und Systementwicklung sowie FPGA- und Hardwareentwicklung. Dadurch ist ITK in der Lage seine Kunden im gesamten Soft- und Hardwareentwicklungsprozess sowohl methodisch als auch mit konkreten Ingenieurstätigkeiten zu unterstützen oder komplett zu übernehmen.