FPGA-Entwurf und -Verifizierung für sicherheitskritische Luft- und Raumfahrtsysteme

In der Luft- und Raumfahrt müssen eingebettete elektronische Systeme extrem hohe Sicherheits- und Zuverlässigkeitsanforderungen erfüllen. FPGA-Technologien bilden den Kern vieler Avionikfunktionen und erfordern eine strenge Entwicklung und Verifizierung, um die Einhaltung der Zertifizierungsanforderungen sicherzustellen. T&S unterstützte ein führendes Unternehmen für eingebettete Systeme in der Luft- und Raumfahrt bei der Entwicklung und Verifizierung von FPGA-Komponenten für ein Flugzeugprogramm der nächsten Generation, das den Anforderungen der Norm DO-254 DAL-A unterliegt.

Kundenkontext

Der Kunde entwickelte hochmoderne Avioniksysteme, die zahlreiche Kommunikations- und Steuerungsfunktionen integrierten. Das Projekt erforderte fundierte Kenntnisse im Bereich der FPGA-Entwicklung sowie einen hohen Reifegrad bei der Verifikation, um die Zuverlässigkeit des Systems zu gewährleisten. Dabei mussten während des gesamten FPGA-Lebenszyklus eine lückenlose Rückverfolgbarkeit sowie eine zertifizierungskonforme Dokumentation sichergestellt werden.

Geschäftliche Herausforderungen

• Entwicklung von FPGA-Funktionen, die mehrere Avionik-Schnittstellen und -Protokolle abdecken
• Eine lückenlose Rückverfolgbarkeit gewährleisten und eine DO-254-konforme Dokumentation erstellen
• Unterstützung bei mehreren Teillieferungen innerhalb ehrgeiziger Projektzeitpläne
• Gewährleistung der Verifikationsqualität und der Integrationsstabilität über den gesamten FPGA-Lebenszyklus hinweg

Die T&S-Lösung

T&S stellte Ingenieure für FPGA-Entwicklung und -Verifizierung zur Verfügung, um die Teams des Kunden in entscheidenden Phasen des Programms zu verstärken. Auf der Entwicklungsseite umfassten die Arbeiten die Anforderungsanalyse, die VHDL-Implementierung, die Synthese, die Timing-Analyse und die Bitstream-Erzeugung. Im Bereich Verifikation entwickelte T&S Testverfahren und VHDL-Testbenches, führte RTL- und Post-Layout-Simulationen durch, analysierte die Codeabdeckung und unterstützte das Debugging während der Integration. Der Auftrag umfasste zudem die Validierung auf Board-Ebene, technische Überprüfungen und Unterstützung bei der Dokumentation, um die Übereinstimmung mit den DO-254-Zertifizierungsanforderungen sicherzustellen.

Technologien & Fachwissen

• VHDL
• Libero
• QuestaSim
• Synergie
• TÜREN
• Korrigieren
• Trace32
• ARINC 429
• SPI
• EBI

Ergebnisse und geschäftlicher Nutzen

• Erfolgreiche Durchführung von Aktivitäten im FPGA-Lebenszyklus unter Einhaltung der DO-254-DAL-A-Vorgaben
• Termingerechte Lieferung validierter FPGA-Bitstreams
• Verbesserte Verifikationsrobustheit und Debugging-Effizienz
• Verstärkte Unterstützung bei der Integration in kritischen Projektphasen
• Verbesserte Zertifizierungsbereitschaft für sicherheitskritische Avioniksysteme

Fazit

Da Avioniksysteme immer komplexer werden, benötigen Luft- und Raumfahrtunternehmen Partner, die technisches Fachwissen mit einer auf Zertifizierungen ausgerichteten Umsetzung verbinden. Durch seine Kompetenzen im Bereich FPGA-Design und -Verifizierung unterstützte T&S die Entwicklung kritischer eingebetteter Systeme und half dem Kunden dabei, die hohen Qualitäts- und Sicherheitsanforderungen der Luft- und Raumfahrt zu erfüllen.