@phdthesis{Jung2023,
  type      = {Master Thesis},
  author    = {Jung, Richard},
  title     = {Radiation Qualification of the Cologne Chip GateMate A1 FPGA},
  doi       = {10.26205/opus-3364},
  url       = {https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:dm13-33643},
  pages     = {118},
  year      = {2023},
  abstract  = {In this thesis, the radiation sensitivity of the novel Cologne Chip GateMate A1 field-programmable gate array (FPGA) is evaluated. An initial introduction of radiation mechanisms and their effects on electronics is given, followed by a brief overview of radiation test standards. The common elements present in FPGAs are discussed, which is followed by details of the GateMate FPGA device and a description of the software design flow. Afterwards, the development of a purpose-built printed circuit board (PCB) for radiation tests with the GateMate FPGA is detailed. Four components of the GateMate have been tested during three radiation campaigns, as well as a benchmark circuit to compare the radiation performance of the GateMate with other FPGAs tested at the European Organization for Nuclear Research (CERN). The test architecture consists of the device under test (DUT) FPGA and a TESTER FPGA whose task is to provide inputs to the DUT and record its response. The DUT and TESTER designs developed for all tests are discussed in detail. Finally, the results obtained during the irradiation campaigns are presented, showing that the GateMate FPGA performs similarly to other FPGAs using the same process technology. Only the benchmark test was not finalized, as implementation problems prevented its completion in the given time frame. The thesis concludes with a comprehensive summary and outlook.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Shi2022,
  type      = {Master Thesis},
  author    = {Shi, Yanchen},
  title     = {Power Simulation of a MIPS microAptiv UP Core implemented as a virtual ASIC prototype in a 65nm CMOS technology},
  doi       = {10.26205/opus-3217},
  url       = {https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:dm13-32171},
  pages     = {93},
  year      = {2022},
  abstract  = {This thesis presents a power simulation of a MIPS MicroAptiv UP Core implemented as a virtual ASIC prototype using Taiwan Semiconductor Manufacturing Company(TSMC) 65 nm CMOS technology. Based on the MIPS instruction set program data is generated and introduced in the simulation by means of initialization files. Before the simulation, technology specific SRAM modules are integrated into theMIPS core. Two different programs are used for power characterization. The first program performs frequent memory accesses by means of load/store word instructions, while the second program is a loop which operates on registers only and mainly increments addresses. The simulation is based on a virtual prototype which is generated by synthesis and place \& route including post-layout parasitic extractions. The stimuli for the power extraction is generated via gate-level simulation and forwarded to the power calculation engine. The effect of X-propagation on gate-level simulations is avoided by modifying the address-related statements in the execution data path module, which use another form of 2 to 1 multiplexer, setting the output to zero for all input signals even with an initial value of 'x' without changing the functionality. Finally, the consumed power is provided by reports generated by the power simulation engine. The memory-centric program consumes 35.39mW of internal power using instructions, which is 0.73mW less than the internal power of the register-centric program, and the overall average power is also lower by almost 0.7mW.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{{\"O}zkan2022,
  type      = {Master Thesis},
  author    = {{\"O}zkan, Nurullah},
  title     = {Entwicklung eines Messkonzeptes zur Detektion ionisierender Photonenstrahlung durch ein elektronisches Personendosimeter},
  doi       = {10.26205/opus-3169},
  url       = {https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:dm13-31698},
  pages     = {147},
  year      = {2022},
  abstract  = {Ionisierende Strahlung kann bei h{\"o}heren Dosisleistungen lebensgef{\"a}hrlich sein. Um die Menschen vor solch einer Strahlung warnen zu k{\"o}nnen, wird im Rahmen dieser Arbeit die Entwicklung eines Messkonzeptes in CMOS Technologie zur Detektion ionisierender Photonenstrahlung durch ein elektronisches Personendosimeter beschrieben. Die entwickelte Schaltung soll sp{\"a}ter in einem Personendosimeter im klinischen Umfeld zum Einsatz kommen. Zus{\"a}tzlich werden die Charakteristiken einer PIN-Diode untersucht. Die Schaltung wird auf Transistorebene aufgebaut, sodass sie sp{\"a}ter als integrierte Schaltung in einem Chip hergestellt werden kann.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Led{\"u}c2021,
  type      = {Master Thesis},
  author    = {Led{\"u}c, Philipp},
  title     = {Erweiterung feldprogrammierbarer Bausteine um eine PCI Express Schnittstelle als Schl{\"u}sseltechnologie zur Vernetzung digitaler Systeme und k{\"u}nstlicher Intelligenz},
  doi       = {10.26205/opus-3076},
  url       = {https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:dm13-30760},
  pages     = {199},
  year      = {2021},
  abstract  = {In dieser Masterthesis wird die Entwicklung eines PIPE IP-Cores als erster Entwicklungsschritt hin zu einem PCI Express Soft Core f{\"u}r die FPGA-basierte Implementierung beschrieben. Der Entwicklungsansatz hat zum Ziel, FPGAs mit integriertem Serializer/Deserializer (SerDes) auf den Einsatz in hardware{\"u}begreifenden Systemen der K{\"u}nstlichen Intelligenz (KI) vorzubereiten. Die Entwicklung basiert hierbei auf der FPGA-Produktfamilie GateMateTM des deutschen Unternehmens Cologne Chip AG. Allerdings versteht sich die Entwicklung als allgemeing{\"u}ltiger Ansatz, der auch anderen FPGA-Herstellern die Herangehensweise an die Thematik erleichtern und helfen soll, den notwendigen Entwicklungsaufwand abzusch{\"a}tzen und wenn m{\"o}glich zu verringern.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Pille2021,
  type      = {Master Thesis},
  author    = {Pille, Andreas},
  title     = {Optimierung eines Local Passive Interpolation Time-to-Digital Converters mit Sub-Gate Delay f{\"u}r eine Time-of-Flight Anwendung},
  doi       = {10.26205/opus-2990},
  url       = {https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:dm13-29907},
  pages     = {82},
  year      = {2021},
  abstract  = {Im Rahmen dieser Masterthesis wird in Zusammenarbeit mit der Firma Elmos Semiconductor AG ein Time-To-Digital Converter fur eine Time-of-Flight Anwendung weiterentwickelt und optimiert. Als Ausgangspunkt dafur dient die in der vorhergehenden Masterstudienarbeit optimierte Schaltung eines vorhandenen TDC. Die prim{\"a}re Aufgabe des Time-to-Digital Converters ist die Quantifizierung einer zeitlichen Verz{\"o}gerung zwischen zwei Eingangssignalen. Genutzt wird dafur ein Local Passive Interpolation (LPI) TDC mit einer angepeilten Aufl{\"o}sung von 70 Pikosekunden, der als integrierte Schaltung in einer 350 nm CMOS-Technologie realisiert wird. Hauptbestandteil dieser Arbeit ist die Verringerung vorhandener Messungenauigkeiten, die Untersuchung des Einflusses von Layout-Effekten auf die Funktion des TDC und die Uberf{\"u}hrung der optimierten Schaltung in ein Layout.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Beer2021,
  type      = {Master Thesis},
  author    = {Beer, Aaron},
  title     = {Implementierung eines bayesschen Algorithmus zur Optimierung von Syntheseergebnissen},
  doi       = {10.26205/opus-3114},
  url       = {https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:dm13-31146},
  pages     = {187},
  year      = {2021},
  abstract  = {Die vorliegende Masterthesis beschreibt die Implementierung eines bayesschen Algorithmus zur Optimierung von Syntheseergebnissen. Zu Beginn wird eine Einleitung in die Synthese digitaler Schaltungen sowie aller f{\"u}r die Optimierung relevanten Parameter gegeben. Das Liberty-Format zur Beschreibung von Zellbibliotheken wird erl{\"a}utert und die f{\"u}r die Optimierung erstellte Zellbibliothek imes_cc wird vorgestellt. Daraufhin wird die Synthese von Testschaltungen unter Einbezug der Bibliothek mithilfe eines automatisierten Arbeitsablaufs vorgestellt. Hierbei werden Timing-, Area-, und Power-Parameter zur Beurteilung der synthetisierten Netzliste aus den erstellten Reports herausgelesen und vergleichend dargestellt. Die Implementierung des Algorithmus auf Basis des Scikit-Optimize-Moduls wird daraufhin erl{\"a}utert und die erzielten Optimierungen anhand der Testschaltungen dargestellt.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Zorn2019,
  type      = {Master Thesis},
  author    = {Zorn, Jendrik},
  title     = {Messtechnische Validierung eines Shunt-Low-Dropout- Spannungsreglers zur strombasierten Versorgung der seriell verschalteten Pixel-Detektormodule des ATLAS- und CMS-Experiments am High-Luminosity Large Hadron Collider},
  doi       = {10.26205/opus-3054},
  url       = {https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:dm13-30541},
  pages     = {86},
  year      = {2019},
  abstract  = {In dieser Masterthesis wird ein Shunt-Low-Dropout-Spannungsregler messtechnisch {\"u}berpr{\"u}ft. Dieser Regler entsteht in Kooperation zwischen der Fachhochschule Dortmund und dem Kernforschungszentrum CERN f{\"u}r die Nutzung in Experimenten am LHC-Teilchenbeschleuniger in Genf. Der Fokus liegt auf der Messung der ersten beiden entwickelten Testchips des Projektes RD53B, inklusive der technischen Grundlagen, des genutzten Messaufbaus und der Validierung. Diese Thesis soll den Grundstein f{\"u}r Messungen an den folgenden Chipgenerationen im Rahmen des Projektes legen.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Walsemann2019,
  type      = {Master Thesis},
  author    = {Walsemann, Alexander},
  title     = {Entwicklung eines Testsystems f{\"u}r den Physical- und Data-Link-Layer des PSI5-Busses mit automatisierter Auswertung auf Basis der Xilinx ZYNQ SoCs},
  doi       = {10.26205/opus-3056},
  url       = {https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:dm13-30568},
  pages     = {168},
  year      = {2019},
  abstract  = {Die vorliegende Masterthesis beschreibt die Entwicklung eines Testsystems f{\"u}r die PSI5- Schnittstelle von ASICs und ASSPs. Zun{\"a}chst werden anhand des PSI5-Standards die Eigenschaften des Physical- und Data-Link-Layers aufgezeigt, welche neben etwaigen St{\"o}rgr{\"o}ßen relevant f{\"u}r die Entwicklung des Testsystems sind. Das anschließend entwickelte Testsystem besteht aus einem physical Layer und einem ZYNQ SoC, welcher programmierbare Logik (FPGA) und CPU-Kerne vereint. Die Kernfunktionen der Sensorsimulation zum Testen eines PSI5-Master-Interfaces sind in programmierbarer Logik umgesetzt, w{\"a}hrend Softwareapplikationen f{\"u}r den Testablauf und die automatisierte Auswertung der Ergebnisse verantwortlich sind. Die beiden CPU-Kerne des ZYNQ SoCs werden als ein asymmetrisches Multiprozessorsystem aus dem Echtzeitbetriebssystem FreeRTOS f{\"u}r zeitkritische Aufgaben und einem modifizierten Linux-Kernel genutzt. Die Bedienung des Testsystems erfolgt {\"u}ber ein Webinterface.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Reiners2019,
  type      = {Master Thesis},
  author    = {Reiners, Jan-Morten},
  title     = {Charakterisierung und Analyse vom Reverse and Forward Body Biasing als Durchsatz- und Leistungsoptimierungstechnik f{\"u}r Multi-Core Mikrocontroller},
  doi       = {10.26205/opus-3057},
  url       = {https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:dm13-30571},
  pages     = {85},
  year      = {2019},
  abstract  = {Diese Masterthesis besch{\"a}ftigt sich im Rahmen des Testchips TC1.5 der Infineon Austria AG mit der Analyse und Charakterisierung des Reverse und Forward Body Biasing mit differentieller Spannungsskalierung. In einem theoretischen Grundlagenteil werden dem Leser zun{\"a}chst die Beweggr{\"u}nde sowie die n{\"o}tigen Informationen der zugrunde liegenden Halbleiter-Technologie vermittelt, um ihn an die Thematik des Body Biasing und der Power Management Einheiten heranzuf{\"u}hren. Es folgt die Beschreibung des AurixPlus-digital EVR and PMS Testchips (Version 1.5) hinsichtlich seiner Struktur und Funktionalit{\"a}t. Den Kern der Arbeit bilden der Aufbau eines teilweise automatisieren Messplatzes, die Entwicklung einer Testsoftware (Python, C\#), die Erarbeitung von Test Spezifikationen sowie die Durchf{\"u}hrung entsprechender Messungen zur Analyse und Charakterisierung. Die Ergebnisse dieser Messungen werden im Anschluss eingehend besprochen und mit Bezug auf zuk{\"u}nftige Entwicklungen in diesem Bereich bewertet.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Winkler2019,
  type      = {Master Thesis},
  author    = {Winkler, Florian},
  title     = {Verification of the Shunt-Low-Dropout voltage regulator for the current based supply of the serially connected pixel detector modules of the ATLAS- and CMS-experiments at the High-Luminosity Large Hadron Collider},
  doi       = {10.26205/opus-3059},
  url       = {https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:dm13-30597},
  pages     = {71},
  year      = {2019},
  abstract  = {Diese Ausarbeitung dokumentiert die Verifikation des Shunt-Low-Dropout-Spannungsreglers f{\"u}r den Einsatz im ATLAS- und CMS-Projekt. Im Rahmen einer Kooperation zwischen der Fachhochschule Dortmund und dem Forschungsinstitut CERN in Genf wird eine integrierte CMOS Schaltung zur seriellen, strombasierten Spannungsregelung der Pixeldetektormodule entwickelt. Der Fokus dieser Masterthesis ist die simulationstechnische Verifikation unter Ber{\"u}cksichtigung der spezifizierten Einsatzbedingungen in den Experimenten und umfasst - neben einer Einf{\"u}hrung in den Shunt-LDO Regler auf Basis des Testchip C - die Vorstellung und Dokumentation der erarbeiteten Simulationsergebnisse.},
  language  = {de}
}