Digitaldesign von der Architektur bis zur Implementierung.
Harmonie Design Labs entwickelt digitale Architekturen, synthetisierbares RTL und implementierungsreife Digitaldesigns für kundenspezifische ASIC-, SoC-, FPGA- und Halbleiterentwicklungsprogramme.
Wir begleiten Projekte von der frühen Funktionsdefinition über RTL-Entwicklung, Verifikation, Synthese und physische Implementierung bis zur Integration in die gesamte IC-Architektur.
Sie können uns für einen einzelnen Digitalblock, den kompletten Digitalteil eines ASICs oder für gezielte Unterstützung innerhalb eines bestehenden Entwicklungsflows beauftragen.
- Digitale Systemarchitektur
- RTL-Entwicklung in Verilog und SystemVerilog
- Entwicklung synthetisierbarer digitaler IP
- Steuerlogik- und Zustandsautomaten-Design
- Takt- und Reset-Architektur
- Design und Analyse von Clock-Domain-Crossings
- Low-Power-Techniken im Digitaldesign
- RTL-Linting und Bewertung der Designqualität
- Synthese und Timing-Analyse
- Digitale physische Implementierung
Von der Funktionsanforderung zum implementierungsreifen RTL
Verlässliches Digitaldesign beginnt vor der ersten Zeile RTL.
Systemfunktionen, Schnittstellen, Timing-Anforderungen, Taktdomänen, Reset-Verhalten, Leistungsvorgaben, Datenfluss und Verifikationsziele müssen Teil der Architektur sein.
Harmonie Design Labs überführt diese Anforderungen gemeinsam mit den Entwicklungsteams der Kunden in ein strukturiertes Digitaldesign, das sich über den gesamten ASIC-Entwicklungsprozess implementieren, verifizieren, integrieren und pflegen lässt.
Digitale Architektur definieren
Wir analysieren die geforderten Funktionen, Datenpfade, Steuerstrukturen, Schnittstellen, Taktdomänen, die Reset-Strategie, Durchsatz, Latenz, Leistungsziele und Integrationsrandbedingungen. Daraus entstehen Blockdiagramme, Schnittstellendefinitionen, Designregeln und ein umsetzbarer RTL-Entwicklungsplan.
RTL entwickeln und verifizieren
Wir setzen die digitale Architektur in synthetisierbarem und verifikationsgerechtem RTL um. Das Design wird laufend auf funktionale Korrektheit, Codequalität, Verhalten an Taktdomänengrenzen, Reset-Integrität, Synthesetauglichkeit und Übereinstimmung mit der freigegebenen Spezifikation geprüft. Die Verifikation beginnt parallel zur Implementierung und nicht erst nach Abschluss des RTL.
Implementieren und integrieren
Das verifizierte RTL wird für Synthese, Timing-Closure, physische Implementierung und Integration in das gesamte ASIC oder SoC vorbereitet. Je nach Projektumfang unterstützen wir Synthese, Floorplanning, Clock-Tree-Implementierung, Place-and-Route, Timing-Sign-off, Design-Rule-Closure und die Übergabe der finalen Implementierungsdatenbank.
Digitale Front-End- und Back-End-Entwicklung
Die digitale IC-Entwicklung umfasst zwei eng verbundene Bereiche. Harmonie Design Labs kann beide einzeln unterstützen oder den gesamten digitalen Implementierungsflow verantworten.
Front-End-Architekturentscheidungen wirken sich unmittelbar auf die Back-End-Ergebnisse aus. Deshalb fließen Implementierungsrandbedingungen von Beginn der RTL-Entwicklung an ein.
Typische Tätigkeiten sind:
- Digitale Architektur
- RTL-Entwicklung
- Steuer- und Datenpfaddesign
- Logiksynthese
- Floorplanning
- Power-Planning
- Platzierung und Verdrahtung
- Signalintegritäts- und Leistungsanalyse
Typische Zusammenarbeitsmodelle
Harmonie Design Labs unterstützt je nach interner Kapazität und Projektphase unterschiedliche Formen der Zusammenarbeit im Digitaldesign.
Vollständiges digitales Subsystem
Wir entwickeln den kompletten Digitalteil eines ASICs oder SoCs — von Architektur und RTL über die Verifikation bis zur Implementierung.
Dedizierter RTL- oder IP-Block
Wir liefern eine definierte digitale Funktion zur Integration in ein größeres Halbleiterdesign.
Der Umfang kann Architektur, RTL, Testbench, Dokumentation, Synthese-Constraints und Integrationsunterstützung umfassen.
Review und Verbesserung bestehenden RTLs
Wir bewerten ein bestehendes RTL-Design hinsichtlich Codequalität, Synthesetauglichkeit, Timing-Risiko, Taktdomänenproblemen, Reset-Verhalten und Wartbarkeit.
Digitale Back-End-Unterstützung
Wir führen verifiziertes RTL durch Synthese, physische Implementierung, Timing-Closure und Sign-off.
FPGA-Prototyping
Wir setzen einzelne Funktionen oder die gesamte digitale Architektur auf FPGA um — für frühe Systemvalidierung, Firmware-Entwicklung, Schnittstellentests oder zur Reduzierung technischer Risiken.
Warum die Qualität des Digitaldesigns zählt
Ein Digitaldesign kann in der Simulation funktional korrekt sein und dennoch bei Implementierung oder Integration erhebliche Probleme verursachen.
Diese Risiken früh zu adressieren, verringert die Unsicherheit in der Implementierung und verhindert späte Redesigns.
Unsere digitale Methodik verbindet Architektur, RTL, Verifikation, Synthese und physische Implementierung, sodass das Design stets mit Blick auf das fertige Silizium entsteht.
Häufige Risiken sind:
- Unklare oder unvollständige Funktionsanforderungen
- Fehlerhafte Clock-Domain-Crossings
- Inkonsistentes Reset-Verhalten
- RTL, das ineffizient synthetisiert
- Zu spät eingeführte Timing-Constraints
- Architekturen, die die Zielfrequenz nicht erreichen
- Übermäßiger Leistungs- oder Flächenbedarf
- Integrationsprobleme zwischen Digitalblöcken
- Eingeschränkte Beobachtbarkeit bei Verifikation und Bring-up
- RTL, das sich schwer pflegen oder wiederverwenden lässt
Häufige Fragen
Unsere primären RTL-Sprachen sind Verilog und SystemVerilog. Andere Sprachen oder bestehende Codebasen des Kunden prüfen wir je nach Projektanforderung.
Ja. Wir entwickeln einen dedizierten synthetisierbaren Block zur Integration in ein bestehendes ASIC-, SoC- oder FPGA-Programm. Der Lieferumfang kann RTL, Testbench, Dokumentation, Synthese-Constraints und Integrationsunterstützung umfassen.
Ja. Wir prüfen bestehendes RTL auf funktionale Struktur, Codequalität, Verhalten an Taktdomänengrenzen, Reset-Strategie, Synthesetauglichkeit, Timing-Risiko und Wartbarkeit.
Ja. Je nach Umfang unterstützen wir Synthese, Floorplanning, Place-and-Route, Clock-Tree-Implementierung, statische Timing-Analyse, physische Verifikation und das finale Sign-off.
Ja. Wir passen uns an Toolchain, Coding-Standards, Repository-Struktur, Review-Prozess, Verifikationsmethodik und Lieferanforderungen des Kunden an.
Ja. FPGA-Prototyping eignet sich für Proof of Concept, frühe Funktionsvalidierung, Firmware-Entwicklung, Schnittstellenbewertung und die Reduzierung technischer Risiken vor der ASIC-Implementierung.
Ja. Die Digitalentwicklung lässt sich mit ASIC-Design, Hochtemperatur-IC-Design, TDC-basierten Lösungen, Verifikation, Laborvalidierung sowie Embedded- & FPGA-Entwicklung verbinden.
