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FPGA Digital Design Engineer / Ingenieur Ou Ingenieure En Conception Numerique (FPGA)

Job ID4A-20-27-B6-EA-EE
CompanyNational Research Council Canada
Location Penticton, BC Or Vancouver, BC Or Victoria, BC Or Edmonton, AB Or Calgary, AB
ProvinceAlberta or British Columbia
Date Posted2022-09-16
Posted Until2022-09-28
Job TypeFixed-term
Job CategoryEngineering
Description
Help bring research to life and drive your career forward with the National Research Council of Canada (NRC), Canada's largest research and technology organization.

We are looking for a Field Programmable Gate Array (FPGA) Digital Design Engineer to support our Herzberg Astronomy and Astrophysics (HAA) Research Centre. The FPGA Digital Design Engineer would be someone who shares our core values of Integrity, Excellence, Respect and Creativity.

The Astronomy Technology Directorate (ATD) at NRC's HAA Research Centre is engaged in the development of leading-edge instrumentation for some of the world's largest observatories. The ATD currently requires an FPGA Digital Design Engineer to develop leading-edge designs which implement Digital Signal Processing (DSP) algorithms to meet high-performance signal processing requirements. Additionally, the FPGA Digital Design Engineer will participate in configuration and performance testing of programmable 400G network switches, in the context of FPGA-to-FPGA and host processor-to-processor high-throughput communications.

A significant effort is currently underway by the ATD to deliver a correlator for the next generation centimetre wave radio telescope facility, the Square Kilometer Array (SKA) project. The SKA is an international effort comprised of organizations from 16 countries, including Canada, to develop and build a radio telescope array with about 100 times the sensitivity of the largest existing radio telescopes operating in the centimetre wave range. Additionally, HAA is poised to be contracted for the design and construction of a new correlator for the existing Atacama Large Millimeter Array (ALMA) radio telescope in Chile. The baseline correlator designs for these projects make use of c. 2017 Intel Stratix 10 FPGAs on a custom board. Recognizing that new FPGA technology is available and now affordable from Commercial Off-The-Shelf (COTS) suppliers, the work of the FPGA Digital Design Engineer will be focused on executing a study to investigate the feasibility of using COTS FPGA platforms and programmable 400G network switches for the new ALMA correlator.

Under supervision of the Study Principle Investigator (PI), the successful candidate will primarily undertake porting existing FPGA code developed for Stratix 10 to Intel Agilex FPGAs, developing new code, compiling and running tests including through 400G network switches, refining the system architecture, and analyzing infrastructure issues such as power, cooling, and Single-Event Upsets (SEUs), all targeting the ALMA correlator specifications. FPGA development will be done primarily using Very High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language (VHDL), simulated using Questa/Modelsim, and synthesized using Intel Quartus Prime Pro. Other tools/environments may include C/C++ high-level synthesis (HLS), SystemVerilog, MATLAB/Simulink, or Xilinx Vivado/HLS. Appropriate documentation must be developed by the successful candidate during the Study and therefore professional writing skills are essential. The candidate will be working within the context of an international team, and so the ability to engage other international team members in an appropriate manner for mutual success is important.

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Contribuez a la realisation de travaux de recherche strategiques et poursuivez une carriere prometteuse au Conseil national de recherches du Canada (CNRC), la plus grande organisation de recherche et de technologie au Canada.

La Direction des technologies pour l'astronomie (DTA) du Centre de recherche Herzberg en astronomie et en astrophysique (HAA) du CNRC participe a l'elaboration d'instruments de pointe pour certains des plus importants observatoires du monde. Elle a actuellement besoin d'une personne pour occuper le poste d'ingenieur en conception numerique pour la matrice prediffusee programmable par l'utilisateur (FPGA) afin d'elaborer des conceptions de pointe qui mettent en oeuvre des algorithmes de traitement du signal numerique (TSN) pour repondre aux exigences en matiere de traitement de signaux a haut rendement. De plus, la personne retenue participera a la configuration et aux essais de performance des commutateurs reseau programmables 400G, dans le contexte des communications a haut debit entre matrices FPGA et processeur hote a processeur.

La DTA deploie des efforts considerables pour fournir un correlateur en vue de l'installation du radiotelescope aux ondes centimetriques de prochaine generation, le projet de Reseau kilometrique carre (RKC). Il s'agit d'un projet international regroupant des organisations de 16 pays, incluant le Canada, dont l'objectif est de concevoir et de construire un reseau de radiotelescopes environ 100 fois plus sensible que les plus importants radiotelescopes centimetriques. De plus, le Centre de recherche HAA est sur le point d'obtenir un contrat pour la conception et la construction d'un nouveau correlateur pour le radiotelescope existant du Grand reseau d'astronomie millimetrique d'Atacama (ALMA) au Chili. Les plans de base du correlateur pour ces projets utilisent des matrices FPGA Intel Stratix 10 remontant a environ 2017 sur un tableau personnalise. Puisque de nouvelles technologies FPGA sont disponibles et maintenant abordables aupres des fournisseurs de logiciels disponibles sur le marche, le travail de la personne retenue portera essentiellement sur l'execution d'une etude sur la faisabilite d'utiliser des plateformes FPGA disponibles sur le marche et des commutateurs reseau programmables 400G pour le nouveau correlateur de l'ALMA.

Sous la supervision du chercheur principal de l'etude, la personne retenue entreprendra principalement le transfert du code existant de la matrice FPGA elabore pour Stratix 10 aux matrices FPGA Intel Agilex, elaborera un nouveau code, compilera et executera des essais, y compris au moyen de commutateurs reseau 400G, affinera l'architecture du systeme et analysera les problemes d'infrastructure tels que la puissance, le refroidissement et les perturbations sur une particule isolee, tout en ciblant les specifications du correlateur de l'ALMA. L'elaboration des matrices FPGA se fera principalement au moyen du langage descriptif de materiel a circuits integres a tres grande vitesse (VHDL), simule avec Questa/Modelsim et synthetise avec Intel Quartus Prime Pro. D'autres outils et environnements peuvent inclure la synthese de haut niveau (SHN) C/C++, SystemVerilog, MATLAB/Simulink ou Xilinx Vivado/HLS. La personne retenue doit preparer une documentation appropriee au cours de l'etude. Ainsi, des competences en redaction professionnelle sont essentielles. La personne retenue travaillera au sein d'une equipe internationale. Il est donc important qu'elle soit capable de faire participer les autres membres de l'equipe internationale de maniere appropriee afin d'obtenir un succes mutuel.
Salary From $105,785 To $113,873 Per Annum
Education RequirementsBachelor's degree or higher in Electrical Engineering, Computer Engineering, or Engineering Physics, with a focus/specialization/background in FPGA design, Digital Signal Processing implementation in FPGAs, and digital system engineering.

Bachelor's degree or higher in Computing Science or Software Engineering may be considered if work experience and demonstrated competence is sufficient.

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Baccalaureat ou diplome superieur en genie electrique, en genie informatique ou en genie physique, avec une specialisation ou une experience dans la conception de matrices FPGA, la mise en oeuvre du traitement numerique du signal dans les matrices FPGA et l'ingenierie des systemes numeriques.

Un baccalaureat ou un diplome superieur en informatique ou en genie logiciel peut etre pris en consideration si l'experience professionnelle et les competences demontrees sont suffisantes.
Essential SkillsExpert knowledge of FPGA design and implementation to meet high performance requirements, including methods for parallelization of algorithms, trade-offs between performance and logic usage.

Working knowledge of DSP algorithms and fundamental concepts: coherent systems, analog to digital conversion, Nyquist sampling theorem, quantization effects, FFTs, FIR filters, complex correlation, and pipelining effects.

Demonstrated ability to use logic simulation tools to develop and test FPGA designs, with development of self-checking test benches. Must have knowledge and ability to run Questa/Modelsim (or equivalent) and interpret results to ensure correctness of design.

Demonstrable expert technical writing ability.

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Connaissance approfondie de la conception et de la mise en oeuvre de matrices FPGA pour repondre aux exigences de performance elevee, y compris les methodes de parallelisation des algorithmes, les compromis entre la performance et l'utilisation de la logique.

Connaissance pratique des algorithmes de TSN et des concepts fondamentaux : systemes coherents, conversion analogique numerique, theoreme d'echantillonnage de Nyquist, effets de quantification, transformations de Fourier rapides, filtres a reponse impulsionnelle finie, correlation complexe et effets de pipeline.

Capacite demontree d'utiliser des outils de simulation logique pour elaborer et tester des conceptions de matrices FPGA, avec developpement de bancs d'essai d'autocontrole. Connaissance du logiciel Questa/Modelsim (ou d'un logiciel equivalent), et capacite de l'utiliser et d'en interpreter les resultats afin d'assurer l'exactitude de la conception.

Capacite demontrable de la redaction technique specialisee.
ExperienceExperience in FPGA or ASIC design, implementation, and testing.

Experience in RTL development using VHDL or Verilog.

Experience with Ethernet networks and network equipment.

Experience developing in a Linux or Unix environment.

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Experience de la conception, de la mise en oeuvre et des essais de matrices FPGA ou de circuits integres a application specifique.

Experience du developpement droite gauche a l'aide de VHDL ou de Verilog.

Experience des reseaux Ethernet et des equipements de reseau.

Experience appreciable du travail dans l'environnement Linux ou Unix.
LanguagesEnglish
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