@phdthesis{Kremer2022, type = {Master Thesis}, author = {Kremer, Robert}, title = {Experimentelle und simulative Untersuchung der Kristallstruktur und Eigenspannungen an Selektiv Lasergeschmolzenen Bauteilen aus CuSn10}, doi = {10.26205/opus-3162}, url = {https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:dm13-31624}, year = {2022}, abstract = {Die vorliegende Masterthesis behandelt die Prozess- und Kristallstruktursimulation Selektiv Lasergeschmolzener CuSn10 Bauteile mit Ansys. Zun{\"a}chst wurde das Ausgangspulver untersucht und auf der vorhandenen Fertigungsanlage parametrisiert. Mit dem erstellten Parametersatz wurden Werkstoffproben gefertigt und untersucht, um zusammen mit Literaturwerten ein Werkstoffmodell f{\"u}r die Simulationen aufbauen zu k{\"o}nnen. Anschließend wurde ein thermisch-mechanisches Modell zur Prozesssimulation in Ansys aufgebaut und anhand gefertigter Bauteile kalibriert. Es gelang, damit die Eigenspannungen in einem Bauteil vorherzusagen, welches zuvor gefertigt und mittels Bohrlochmethode untersucht wurde. Eine weitere Validierung scheiterte aufgrund der gew{\"a}hlten Geometrie des Validierungsbauteiles . Die Kristallstruktur konnte mit einem in Ansys hinterlegten Werkstoffmodel f{\"u}r einen 1.4404 simuliert und mit vorhandenen Werten {\"u}berpr{\"u}ft werden. Mit dem erstellten Werkstoffmodell wurde die Kristallstruktur f{\"u}r CuSn10 vorhergesagt, jedoch im Rahmen dieser Arbeit nicht validiert. Abschließend wird eine Empfehlung f{\"u}r das weitere Vorgehen gegeben.}, 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{Bankowsky2021, type = {Master Thesis}, author = {Bankowsky, Maurice}, title = {Validierung des SLDO-Spannungsreglers f{\"u}r die Pixeldetektoren des ATLAS- und des CMS- Experiments am HL-LHC und Erweiterung des Shuldo-Testsystems um programmierbare Potentiometer}, doi = {10.26205/opus-3081}, url = {https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:dm13-30811}, pages = {170}, year = {2021}, abstract = {Die Master-Thesis umfasst die Einf{\"u}hrung in die CERN-Projekte und in den Shunt-LDO-Regler. Der Regler wird von der Revision 0.1 hin zur Revision 0.3 weiterentwickelt. Hierbei wird eine Leiterplattenentwicklung mittels Altium Designer, eine grafische Benutzer-oberfl{\"a}che mittels Qt programmiert, sowie Montage- und L{\"o}tarbeiten durchgef{\"u}hrt. Der Kernpunkt der Thesis entspricht der Validierung des SLDO Spannungsreglers f{\"u}r die Pixeldetektoren des ATLAS- und des CMS- Experiments am HL-LHC. Ein weiterer Kernpunkt ist die Implementierung digitaler Potentiometer {\"u}ber denen ein automatisierter Messvorgang mittels der „Shuldo-Test-Messsteuerungs-Software" durchgef{\"u}hrt werden kann. Hierdurch wird dem Benutzer eine anwendungsfreundliche Umgebung zur Verf{\"u}gung gestellt, um die Steigung und den Offset der Eingangsspannung {\"u}ber das Testtool in einem bestimmten Bereich automatisiert zu variieren.}, language = {de} } @phdthesis{Bouroumiya2021, type = {Master Thesis}, author = {Bouroumiya, Reda}, title = {Digital geregelte Frequenzkorrektur eines strahlenharten Relaxations-Oszillators f{\"u}r eine CAN Bittiming Einheit in 65nm CMOS Technologie}, doi = {10.26205/opus-3071}, url = {https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:dm13-30711}, pages = {122}, year = {2021}, abstract = {Diese Arbeit behandelt den Entwurf und die Implementierung einer Frequenzregelung f{\"u}r den analogen Relaxationsoszillator des im Kontrollsystem des ATLAS-Pixeldetektors eingesetzten CANakari-Controllers des MOPS Chips. Bestehend aus einem Pulsz{\"a}hler, einem PID-Regler, Phasenfehler-Register und einem Control-FSM-Modul, wird das Regelsystem mit dem digital-gesteuerten analogen Oszillator und der Bittiming-Logik verdrahtet. Diese Komponenten k{\"o}nnen miteinander kommunizieren, Daten austauschen und bilden somit einen geschlossenen Regelkreis. Der Regelalgorithmus beobachtet das eingehende Signal Rx des CAN Busses und ver{\"a}ndert die Stellgr{\"o}ße bei entstehender Regelabweichung durch die Detektierung einer fallenden Flanke außerhalb des im CAN Standard definierten Synchronisationssegments, so dass die Taktfrequenz in einem Toleranzintervall stabilisiert wird. Dies gew{\"a}hrleistet, dass es im CAN-Netzwerk nicht zu Synchronisationsfehlern bei der Nachrichten{\"u}bertragung kommt. Da es sich um eine gemischte analog/digitale Schaltung handelt, wird das Regelkreis-Verhalten mit Hilfe einer A/MS-Simulationen beurteilt. Die Simulationen dienen einerseits zur Untersuchung wichtiger dynamischer Eigenschaften der Regelstrecke und andererseits zur Beurteilung des Regelkreis-Verhaltens mit den gew{\"a}hlten Regler-Parametern.}, 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{Achtelik2019, type = {Master Thesis}, author = {Achtelik, Raphael}, title = {Entwicklung einer elektronischen Last zur Pr{\"u}fung von Spannungsversorgungen in der Produktentwicklung}, doi = {10.26205/opus-3068}, url = {https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:dm13-30681}, pages = {58}, year = {2019}, abstract = {In dieser Masterarbeit wird die Entwicklung einer elektronischen Last zur Pr{\"u}fung von Spannungsversorgungen in der Produktentwicklung beschrieben. Basierend auf den Ergebnissen einer vorherigen Arbeit, wurde ein Schaltplan entwickelt. Die theoretischen Grundlagen des in diesem Schaltplan verwendeten Regelkreises werden erl{\"a}utert und die Instabilit{\"a}t der Regelung, anhand von Simulationen, aufgezeigt. Anschließend wird eine geeignete Kompensationsschaltung entwickelt und deren Stabilit{\"a}t nachgewiesen. Es folgt die Auswahl von Bauteilen sowie die Worst-Case Betrachtungen der jeweiligen Betriebszust{\"a}nde. Der Erstellung eines Platinen Layouts und einer Programmierung des verwendeten Mikrocontrollers folgen abschließende Funktionstests der erstellten Platine.}, language = {de} } @phdthesis{D{\"u}perthal2019, type = {Master Thesis}, author = {D{\"u}perthal, Johannes}, title = {Erweiterung eines Clocktree-Analyse-Tools zur Feststellung der strukturellen {\"A}quivalenz von Clocktrees}, doi = {10.26205/opus-3067}, url = {https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:dm13-30676}, pages = {86}, year = {2019}, abstract = {In dieser Masterthesis wird die Entwicklung einer Komponente zum Vergleich von Clocktrees beschrieben, die als Erweiterung in ein bestehendes Clocktree-Analyse-Tool integriert wird. Das bestehende Programm ist aus einer Tcl-Anwendung und einer Qt-Applikation aufgebaut. Alle Algorithmen und eine Datenbasis, welche die Daten zu den Clocktrees enth{\"a}lt, sind Teil der Tcl- Anwendung. Die Benutzeroberfl{\"a}che wird durch eine Qt-Applikation realisiert, welche durch die Komponente f{\"u}r den Vergleich der Clocktrees erg{\"a}nzt wird. Der Algorithmus f{\"u}r diesen {\"A}quivalenzcheck basiert auf der Graphentheorie. Dazu werden die Clocktrees in Baum-Graphen transformiert, um die daraus resultierenden Strukturen vergleichbar zu machen. Die ermittelten Elemente, welche den Unterschied verursachen, werden in der Qt-Applikation, in einem Schematic- Viewer-Widget koloriert, das bereits in der bestehenden Applikation implementiert ist.}, language = {de} } @phdthesis{Fr{\"o}se2019, type = {Master Thesis}, author = {Fr{\"o}se, Tobias}, title = {Strahlenharter CAN Physical Layer in 65 nm CMOS Technologie f{\"u}r das Kontrollsystem des ATLAS Pixeldetektors}, doi = {10.26205/opus-3064}, url = {https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:dm13-30649}, pages = {95}, year = {2019}, abstract = {Die vorliegende Masterthesis beschreibt die Entwicklung eines Strahlenharten CAN Physical Layer in einer 65 nm CMOS Technologie f{\"u}r das Kontrollsystem des ATLAS Pixeldetektors. Dieser CAN Physical Layer ist Bestandteil des DCS Chips (Detector Control System), der im Rahmen des Upgrades des ATLAS Pixeldetektors zum High Luminosity Large Hadron Collider (HL-LHC) entwickelt wird. Die Aufgabe des DCS Chips ist die Steuerung und {\"U}berwachung der Sensorik des ATLAS Pixeldetektors. Die Transistoren der verwendeten Technologie d{\"u}rfen mit maximal 1,2 Volt betrieben werden. Um dennoch die Kompatibilit{\"a}t zum CAN Standard beizubehalten ist es notwendig mit wesentlich h{\"o}heren Spannungspegeln zu arbeiten. Im Verlauf dieser Masterthesis werden zu diesem Zweck ein CAN Treiber, ein Levelshifter und ein CAN Empf{\"a}nger entworfen, die dazugeh{\"o}rigen Layouts erstellt und die Eigenschaften der Schaltungen auf dem ersten gefertigten Prototyp des DCS Chips vermessen.}, language = {de} } @phdthesis{Lippold2018, type = {Master Thesis}, author = {Lippold, Markus}, title = {Entwurf einer Delay-Locked Loop f{\"u}r die Nutzung als Time-to- Digital Converter in einer Time-of-Flight Anwendung in 350nm CMOS Technologie}, doi = {10.26205/opus-3050}, url = {https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:dm13-30508}, pages = {120}, year = {2018}, abstract = {Im Rahmen dieser Masterthesis wird eine Delay-Locked Loop von einem idealen Aufbau {\"u}ber Verilog-A Modellen bis hin zur realen Umsetzung entworfen. Diese Delay-Locked Loop (DLL) wird f{\"u}r die Nutzung in einem Time-to-Digital Converter (TDC) mit Local-Passiv-Interpolation, entwickelt. Mit Hilfe des TDC soll eine Verz{\"o}gerungszeit bei einer Time-of-Flight Anwendung ermittelt werden. Hauptbestandteil dieser Arbeit ist es, eine Charge Pump zu implementieren, welche eine geringe Auswirkung auf die Phasenverschiebung der Regelschleife aufgrund von parasit{\"a}ren Eigenschaften im Schaltmoment aufweist. Zudem wird f{\"u}r die Stromregelung innerhalb der Charge Pump ein pr{\"a}ziser Transkonduktanzverst{\"a}rker (OTA) mit einem hohen Eingangsspannungsbereich implementiert. F{\"u}r die Entkopplung der Verz{\"o}gerungskette als Last von der Filterspannung wird ein Low-Dropout Spannungsregler (LDO) entwickelt. Im Verlauf der Arbeit hat sich gezeigt, dass eine Charge Pump, aufgebaut mit einem differentiellen Stromzweig, aufgrund des konstant fließenden Stroms die geringsten parasit{\"a}ren Einfl{\"u}sse aufweist. Innerhalb dieser Charge Pump wird ein gefalteter Transkonduktanzverst{\"a}rker als Spannungsfolger genutzt, um das Potential in den Zweigen der differentiellen Stufe aneinander anzugleichen und somit die Einfl{\"u}sse im Schaltmoment zu verringern. Zus{\"a}tzlich erfolgt {\"u}ber diesen Verst{\"a}rker eine exakte Stromanpassung der UP- und DOWN-Str{\"o}me. F{\"u}r die Umsetzung der Verz{\"o}gerungskette wird das Rauschverhalten verschiedener CMOSInverter bez{\"u}glich Phasenrauschen und Jitter simuliert. Aufgrund dieser Simulationen ist der differentielle Inverter mit NMOS-Kreuzkopplung f{\"u}r die Umsetzung der Delay-Line ausgew{\"a}hlt worden. Die real aufgebaute Delay-Locked Loop wird nach der Spezifikation f{\"u}r Automobilanwendungen in einem Temperaturbereich von -50°C bis 120°C simuliert. Zus{\"a}tzlich werden globale und lokale prozessbedingte Variation ber{\"u}cksichtigt. Bei dieser Simulation stellt sich eine maximale Phasenverschiebung zur Referenzperiodendauer von 218 ps ein. Dies entspricht bei einer Referenzfrequenz von 25 MHz einer Abweichung von ca. 0,5 \% und f{\"u}hrt zu einem Messfehler der Delay-Locked Loop von 3 cm. Somit k{\"o}nnte im schlechtesten Fall ein Objekt von der ToF-Kamera mit einem Fehler von 3 cm detektiert werden.}, language = {de} } @phdthesis{Krause2018, type = {Master Thesis}, author = {Krause, Matthias}, title = {Entwicklung eines Delay-Locked Loop basierten Time-to- Digital Converters mit Sub-Gate-Delay Aufl{\"o}sung f{\"u}r eine Time-of-Flight Anwendung in 350 nm CMOS Technologie}, doi = {10.26205/opus-3049}, url = {https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:dm13-30496}, pages = {107}, year = {2018}, abstract = {In dieser Thesis wird ein Time-to-Digital Converter mit einer Sub-Gate-Delay Aufl{\"o}sung, also einer h{\"o}heren Aufl{\"o}sung als die Durchlaufzeit eines in dieser Prozesstechnik realisierten Inverters, mithilfe verschiedener Ans{\"a}tze, wie dem Vernier TDC oder dem Local Passive Interpolation TDC, untersucht. Hierbei wird eine Delay-Locked Loop genutzt, um die Durchlaufzeit der jeweiligen Inverterkette zu regeln. Der Vorteil dieses Ansatzes ist, dass die Durchlaufzeit auch bei PVT-Variationen, also Variation der Prozesscorner, Versorgungsspannung und Temperatur, auf die Referenzperiodendauer eingestellt wird. Somit sind lokale Prozessabweichungen die vorherrschende Quelle f{\"u}r Ungenauigkeiten in der Aufl{\"o}sung des TDC. Die Aufl{\"o}sung kann mithilfe der differentialen und integralen Nichtlinearit{\"a}t beschrieben und ausgewertet werden.}, language = {de} }