- Leistungsbeschreibung
- FPGA-Projektmanagement von der Plattformauswahl bis zum RTL-Design und zur Zertifizierung. End-to-End-Koordination von Engineering-Partnern aus der EU.
FPGA-Design – durchgängig gemanagt
Was sind FPGA-Design-Dienstleistungen?
FPGA-Design-Dienstleistungen umfassen den gesamten Lebenszyklus der Entwicklung kundenspezifischer digitaler Logik auf Field-Programmable Gate Arrays – von den Anforderungen und der Plattformauswahl über die RTL-Entwicklung und Verifikation bis hin zur Inbetriebnahme in der Produktion. Im Gegensatz zu ASICs mit fester Funktion können FPGAs nach der Herstellung rekonfiguriert werden. Dadurch eignen sie sich gut für Verteidigungsanwendungen, die Luft- und Raumfahrt und Edge-AI-Systeme, die eine geringe Latenz und Sicherheit auf Hardwareebene erfordern.
Sie müssen kein FPGA-Experte werden, um FPGA-basierte Hardware entwickeln zu lassen. An dieser Stelle kommen wir ins Spiel.
Inovasense managt FPGA-Projekte vom Konzept bis zur Produktion – wir koordinieren spezialisierte Engineering-Partner aus der EU, während unser internes technisches Team Architekturentscheidungen, Qualität und Compliance überwacht. Sie erhalten einen zentralen Ansprechpartner, klare Meilensteine und die vollen Rechte am geistigen Eigentum.
Warum FPGAs statt traditioneller Ansätze?
Die Wahl der richtigen Verarbeitungsplattform ist eine entscheidende Architekturentscheidung. Hier ist ein Vergleich von FPGAs im Jahr 2026:
| Faktor | FPGA | Mikrocontroller | ASIC |
|---|---|---|---|
| Markteinführungszeit | 3–6 Monate | 1–3 Monate | 12–24 Monate |
| NRE-Kosten | Niedrig–Mittel | Sehr niedrig | Sehr hoch (>500.000 €) |
| Stückkosten (10.000 Stk.) | 5–200 € | 1–20 € | 0,50–5 € |
| Rekonfigurierbarkeit | Ja (im Feld) | Nur Firmware | Nein |
| Deterministische Latenz | <1 µs (fest verdrahtet) | 10–100 µs | <1 µs |
| Hardware-Sicherheit | Keine Software-Angriffsfläche | Softwarebasiert | Keine Software-Angriffsfläche |
| KI-Beschleunigung | Kundenspezifischer Datenpfad (INT8/INT4) | Begrenzte NPU | Feste Architektur |
| Langlebigkeit | 15–25 Jahre Lieferbarkeit | 7–10 Jahre Lieferbarkeit | Kundenspezifisch (garantiert) |
Wann FPGAs sinnvoll sind: Echtzeit-Signalverarbeitung (Radar, Lidar, SDR), kundenspezifische kryptografische Beschleunigung, Protokollumsetzung, Verteidigung/Luft- und Raumfahrt (DO-254), KI-Inferenz mit benutzerdefinierten Datenpfaden und Anwendungen, die eine hardwarebasierte Sicherheit ohne OS-Angriffsfläche erfordern.
Sind Sie nicht sicher, ob Ihr Projekt ein FPGA benötigt? Auch dabei helfen wir – unsere Erstbewertung trennt echte FPGA-Anwendungsfälle von Situationen, in denen ein einfacherer MCU oder SoC besser geeignet wäre.
Was wir liefern
RTL-Entwicklung und -Verifikation
Über unser Partnernetzwerk liefern wir synthetisierbare RTL in VHDL und SystemVerilog nach einer strukturierten V-Modell-Methodik:
- Architekturspezifikation – Funktionale Dekomposition, Schnittstellendefinitionen, Takt-Domänen-Analyse
- RTL-Codierung – Parametrisierte, wiederverwendbare IP-Blöcke gemäß den Codierungsrichtlinien der Hersteller
- Simulation und Verifikation – Selbstprüfende Testbenches, Constrained-Random-Verifikation, Erreichen branchenüblicher Code-Coverage-Ziele
- Formale Verifikation – Property-Checking für sicherheitskritische Logikpfade
- Timing-Abschluss – Statische Timing-Analyse (STA) über mehrere Ecken zur Gewährleistung eines zuverlässigen Betriebs unter verschiedenen Betriebsbedingungen
- CDC-Analyse – Clock-Domain-Crossing-Verifikation für Designs mit mehreren Taktdomänen
Unterstützte FPGA-Plattformen (2026)
| Hersteller | Familien | Hauptmerkmal | Toolchain |
|---|---|---|---|
| AMD/Xilinx | Versal AI Edge, Versal Premium, Kintex UltraScale+, Zynq SoC | AI-Engine-Array, gehärtetes NoC | Vivado, Vitis Unified |
| Intel/Altera | Agilex 7, Agilex 5, Stratix 10 | CXL 2.0, HBM2e | Quartus Prime Pro |
| Lattice | Avant-G, CertusPro-NX, CrossLink-NX | Extrem geringe Leistungsaufnahme (<75 mW) | Radiant, Propel |
| Microchip | PolarFire SoC, RT PolarFire | RISC-V + FPGA, strahlungstolerant | Libero SoC |
| Efinix | Titanium Ti180 | RISC-V + FPGA, kostengünstig | Efinity |
Open-Source-RISC-V-Soft-Cores – Eliminierung der Herstellerbindung
Traditionelle FPGA-Soft-Core-Prozessoren (MicroBlaze, Nios II) binden Ihren Software-Stack an einen einzigen FPGA-Hersteller. Wenn dieser Hersteller mit Lieferunterbrechungen, Exportbeschränkungen oder dem Ende der Produktlebensdauer konfrontiert wird, ist Ihre gesamte Codebasis blockiert.
Wir integrieren RISC-V Open-Source-Soft-Cores, die über verschiedene FPGA-Familien portierbar sind – Ihr Prozessor, Ihre Firmware und Ihr Software-Ökosystem bleiben flexibel:
| Core | HDL | Pipeline | FPGA-Ziele | Optimal für |
|---|---|---|---|---|
| VexRiscv | SpinalHDL | Konfigurierbar, RV32IMAC | Xilinx, Intel, Lattice, Efinix, Gowin | Flexible eingebettete Steuerung, IoT-Gateways |
| CVA6 (Ariane) | SystemVerilog | 6-stufig, RV64GC | Xilinx, Intel | Linux-fähiges SoC, volle MMU |
| PicoRV32 | Verilog | Single-Issue, RV32IMC | Beliebig (<2K LUT) | Extrem kleiner Footprint, Sequenzierung |
| NEORV32 | VHDL | RV32IMAC, volles SoC | Beliebig | Sicherheitskritische Anwendungen, DO-254-Rückverfolgbarkeit |
Warum das für Ihr Projekt wichtig ist:
- Keine Lizenzgebühren – Keine Lizenzgebühren pro Einheit, keine NDA für Prozessor-IP erforderlich
- Vollständige RTL-Prüfbarkeit – Jedes Gatter Ihres Prozessors kann auf Sicherheitskonformität und den Ausschluss von Backdoors überprüft werden
- Herstellerunabhängigkeit – Wenn Ihr primärer FPGA-Lieferant nicht verfügbar ist, kann das Design zu Intel, Lattice oder europäischen Alternativen (NanoXplore, Gowin) migriert werden, ohne Ihre Anwendungssoftware neu schreiben zu müssen
- Kundenspezifische Erweiterungen – Domänenspezifische Befehle (Kryptografie, DSP, KI) können direkt in die Prozessor-Pipeline eingefügt werden
- EU-Souveränität – RISC-V wird von einer Schweizer Stiftung verwaltet, frei von US/UK-Exportkontrollen oder Lizenzabhängigkeiten
Kompletter Hardwaresystementwurf
Über die konfigurierbare Logik des FPGAs hinaus koordinieren wir über unser Partnernetzwerk den Entwurf des gesamten Systems:
- Mehrlagen-Leiterplattendesign – High-Speed-Lagenaufbauten mit kontrollierter Impedanz und Signalintegritätsanalyse
- Stromversorgungsnetze – Point-of-Load-Regler, Sequenzierung, Simulation der Stromversorgungsnetz-Integrität (Power Integrity)
- Komponentenbeschaffung – Bevorzugte Lieferkette aus der EU mit Second-Source-Strategie
- Wärmemanagement – CFD-Analyse für passive und aktive Kühlung. Siehe unsere Kompetenzen im Industriedesign.
FPGA-Anwendungsbereiche
Unser Netzwerk hat Projekte in diesen Bereichen realisiert:
- Kryptografische Beschleunigung – Hardwarebasiertes AES-256-GCM, SHA-3 und Post-Quanten-Kryptografie (ML-KEM, ML-DSA)
- Echtzeit-Signalverarbeitung – Radar-Pulskompression, digitales Beamforming, adaptive Filterung
- Protokollumsetzer – PCIe, CXL, High-Speed-Ethernet, kundenspezifische serielle Protokolle, Erhalt von Legacy-Schnittstellen
- KI-Inferenzbeschleuniger – Kundenspezifische INT8/INT4-Datenpfade auf Versal AI Edge und ähnlichen Plattformen
- Motorsteuerung und Leistungselektronik – FOC (Field-Oriented Control), GaN/SiC-Gate-Treiber
- Software-Defined Radio (SDR) – Breitbandige digitale Front-Ends, Channelizer, kognitives Radio
Unsere Arbeitsweise
Wir folgen einem phasenbasierten Entwicklungsprozess, der sich an der V-Modell-Methodik orientiert. Als Ihr Projektmanager und technischer Supervisor stellen wir sicher, dass jede Phase Ihre Anforderungen erfüllt:
- Bewertung und Architektur – Wir evaluieren Ihre Bedürfnisse, empfehlen die richtige Plattform und definieren gemeinsam mit Ihnen die Systemarchitektur
- Partnerauswahl – Wir finden für Ihr Projekt die passenden Spezialisten aus unserem geprüften EU-Partnernetzwerk
- Detailentwurf – Block-Level-Designdokumente, Simulationsplanung, Ressourcenschätzung – geprüft und genehmigt von unserem technischen Team
- Implementierung – RTL-Codierung, Synthese, Place-and-Route, Timing-Abschluss – gemanagt durch klare Meilensteine und regelmäßige Fortschrittsberichte
- Verifikation und Validierung – Simulation, formale Verifikation und Tests auf der Zielhardware mit produktionsreifer Hardware
- Produktionsübergabe – Programmierdateien, Fertigungstestverfahren und Unterstützung für OTA-Updates – Sie behalten die vollen Rechte
Compliance und Zertifizierung
Durch unser Partnernetzwerk und unsere interne Compliance-Expertise managen wir Projekte, die auf folgende Ziele ausgerichtet sind:
- DO-254 – Entwurfszusicherung für luftgestützte FPGA-basierte Elektronik (DAL A–E)
- IEC 61508 – Funktionale Sicherheit für industrielle FPGA-Anwendungen (SIL 1–4)
- EU-Dual-Use-Verordnung (2021/821) – Exportkonformität für kontrollierte FPGA-Technologien
- EU-Chip-Gesetz (2023/1781) – Ausrichtung an den Zielen der EU für Halbleitersouveränität
- EU-Cyberresilienz-Verordnung (2024/2847) – Sicherer Entwicklungslebenszyklus für FPGA-basierte vernetzte Produkte
- CE-Kennzeichnung – EMV (EN 55032/55035) und Sicherheit (EN 62368-1) für den EU-Marktzugang
- REACH und RoHS – Vollständige Materialkonformität mit Bereitschaft für CBAM-Kohlenstoffberichterstattung
Alle von Inovasense gemanagten FPGA-Projekte werden innerhalb der Europäischen Union entwickelt, wobei die vollen Rechte am geistigen Eigentum beim Kunden verbleiben.
Quellen und offizielle Verweise
- Cyber Resilience Act — Regulation (EU) 2024/2847 — EUR-Lex (Amtsblatt der EU)
- RoHS Directive — 2011/65/EU — EUR-Lex (Amtsblatt der EU)
- REACH — Regulation (EC) No 1907/2006 — EUR-Lex (Amtsblatt der EU)
- EU Dual-Use Regulation — Regulation (EU) 2021/821 — EUR-Lex (Amtsblatt der EU)
Leitfäden zu diesem Thema
Was ist ein FPGA? Architektur, Entwicklung und Grenzen
Programmierbare Logik, Vergleich mit MCU und ASIC, Entwicklung, Leistungsabschätzung, Sicherheit und tatsächliche CRA-Rolle.
FPGA vs. ASIC vs. SoC: Leitfaden für technische Entscheidungen 2026 (mit EU-CRA-Konformität)
FPGA, ASIC oder SoC? Vergleich von Kosten, Leistung, Leistungsaufnahme, Markteinführungszeit, Aufwand für die EU-CRA-Konformität und Hardware-Souveränität. Leitfaden für technische Entscheidungen 2026.
Häufig gestellte Fragen
Was ist ein FPGA und wie unterscheidet es sich von einem ASIC?
Ein FPGA (Field-Programmable Gate Array) ist eine rekonfigurierbare integrierte Schaltung, die im Gegensatz zu einem ASIC, dessen Funktion bei der Herstellung festgelegt wird, nach der Fertigung umprogrammiert werden kann. FPGAs bieten eine schnellere Markteinführung (typischerweise 3–6 Monate gegenüber 12–24 Monaten bei ASICs), geringere einmalige Entwicklungskosten (NRE) und eine im Feld aktualisierbare Logik. Dadurch eignen sie sich gut für Verteidigungsanwendungen, Prototyping und die Produktion kleiner bis mittlerer Stückzahlen.
Wie managt Inovasense FPGA-Projekte?
Inovasense agiert als Ihr zentraler Ansprechpartner für den gesamten FPGA-Entwicklungszyklus. Wir bewerten Ihre Anforderungen, wählen die passende Plattform aus und koordinieren ein geprüftes Netzwerk von spezialisierten FPGA-Entwicklern aus der EU. Unser internes technisches Team überwacht Qualität, Zeitpläne und Compliance – so erhalten Sie eine schlüsselfertige Lösung, ohne mehrere Entwicklungsdienstleister verwalten zu müssen.
Auf welche FPGA-Plattformen können Projekte von Inovasense abzielen?
Von Inovasense gemanagte Projekte können auf AMD/Xilinx (Versal, Kintex UltraScale+, Zynq), Intel/Altera (Agilex, Stratix), Lattice (Avant-G, CertusPro-NX), Microchip (PolarFire SoC) und Efinix (Titanium) abzielen. Wir unterstützen Sie bei der Auswahl der optimalen Plattform basierend auf Ihren Anforderungen an Leistung, Leistungsaufnahme, Kosten und Zertifizierung.