Comment faire évoluer un prototype FPGA basé sur un concept académique vers une solution embarquée industrielle complète ?
Ce retour d’expérience présente un projet mené par notre équipe. L’objectif de cette mission était de transformer un prototype FPGA existant en une plateforme digitale robuste, fiable. Puis, de rendre cette plateforme prête pour une exploitation industrielle.
Le défi : passer d’un concept académique à une plateforme industrielle
Notre client est un acteur majeur de la production d’énergie et des équipements pour turbines à gaz lourdes. Il développait une solution innovante de mesure de pression dynamique.
Le projet reposait sur un POC (proof of concept) académique innovant de traitement du signal. Afin de valider cette approche, le client avait déjà développé un prototype FPGA . L’enjeu consistait désormais à faire évoluer ce prototype vers une version industrialisable du système.
Pour atteindre cet objectif, plusieurs besoins techniques majeurs ont été identifiés.
- Le cœur de l’innovation, à savoir l’algorithme de traitement du signal, devait être validé et optimisé. Cela ayant pour but de garantir un niveau de précision et de robustesse compatible avec un usage industriel.
- Une chaîne de traitement du signal haute performance devait être intégrée dans une architecture SoC FPGA capable de supporter les exigences applicatives.
- Le système devait également aboutir à une plateforme digitale complète assurant le lien entre le système embarqué et l’environnement PC, avec une interface permettant le contrôle et la visualisation en temps réel.
- Enfin, la solution nécessitait la conception et la production d’une carte mère personnalisée intégrant le FPGA et les composants analogiques.
Notre approche
Pour répondre à la demande de notre client, nous avons débuté par un audit de la plateforme FPGA existante. Cet audit a inclus une phase de reverse engineering afin d’analyser l’architecture en place et d’en comprendre le fonctionnement détaillé. Cela nous a permis de mettre en place un plan d’actions pour le développement de la plateforme finale.
Afin d’accélérer le débogage dans un contexte de matériel évolutif, nous avons développé un testbench spécifique.
Nous avons également développé le firmware pour le cœur ARM embarqué afin d’assurer la gestion des flux de données et la communication Ethernet avec le PC hôte.
Le projet a couvert la fourniture des éléments matériels et logiciels nécessaires à une solution complète, incluant le SoC FPGA, la carte électronique (PCB) et l’interface PC.
Coordination technique et rôle d’interface
Le projet impliquait plusieurs parties prenantes : équipes internes, sous-traitants et fabricant de puces. Aedvices est intervenu comme interface technique centrale, coordonnant la partie digitale du projet et assurant l’alignement entre les différents contributeurs. Cette organisation a permis de sécuriser le développement du SoC FPGA et d’assurer la cohérence globale du projet.
Résultats obtenus
À l’issue du projet, le client dispose d’une version market-ready de la plateforme digitale comprenant une implémentation robuste du traitement du signal et une solution embarquée hardware/software entièrement intégrée.
La plateforme livrée constitue une solution complète associant SoC FPGA, carte électronique dédiée et interface PC, prête pour une exploitation industrielle.
Ce projet illustre le passage d’un prototype FPGA basé sur un concept académique vers un système embarqué industriel complet, grâce à une approche couvrant audit, reverse engineering, développement firmware et intégration hardware/software.
La réussite de ce projet digital repose sur la performance technologique, mais aussi sur une approche globale intégrant architecture, validation, développement firmware et maîtrise des flux. C’est cette vision qui permet de transformer une innovation en solution pérenne.