TY - THES U1 - Master Thesis A1 - Koers, Lars T1 - Setup of test environments based on a Xilinx Zynq SoC for measuring the leakage current and for radiation qualifcation of SRAM based FPGAs N2 - This thesis discusses the development of test environments using Xilinx Zynq System on Chip (SoC) for measuring leakage currents and radiation qualification of Static Random Access Memory (SRAM) based Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) at European Organisation for Nuclear Research (CERN). The effects of radiation on electronic components are explained, followed by an introduction to the FPGAs used. The GateMate FPGAs leakage current is measured in its application area with respect to temperature and core voltages. A comparable testing environment is used from the tester to the tested device, as it will later be used at CERN. The GateMate is being prepared in this setup for the finalization of radiation qualification at CERN, to be transferred later. For this purpose, the basic tests are explained and the outstanding tests are then carried out. The Lattice iCE40 UltraLite FPGA is used in an initial application test to determine its suitability for further radiation qualification tests at CERN. The analysis and presentation of the test results are followed by a summary and outlook. N2 - Diese Arbeit behandelt die Entwicklung von Testumgebungen mit einem Xlinix Zynq SoC zur Messung von Leckströmen sowie der Strahlenqualifizierung von SRAM basierten FPGAs am CERN. Zunächst werden die Effekte von Strahlung sowie deren Wirkung auf elektronische Komponenten erläutert. Anschließend wird eine Einführung in die verwendeten FPGAs gegeben. In der Durchführung wird der Leckstrom des GateMate FPGAs in seinem Einsatzbereich hinsichtlich Temperatur und Core-Spannungen gemessen. Es wird eine Testumgebung mit ähnlichen Verbindungen zwischen Tester und Testgerät verwendet, wie sie später bei Bestrahlungsstudien am CERN Anwendung findet. Der GateMate wird in diesem Setup für die Finalisierung der Strahlenqualifikation vorbereitet, um die spätere Inbetriebnahme am CERN zu beschleunigen. Dazu werden die Tests grundlegend erläutert und die noch ausstehenden im Anschluss durchgeführt. Der Lattice iCE40 UltraLite FPGA wird in einem ersten Applikationstest eingesetzt, um seine Eignung für weitere Tests zur Strahlenqualifikation am CERN zu bestimmen. Die Ergebnisse aller durchgeführten Tests werden ausgewertet und dargestellt. Abschließend wird eine Zusammenfassung mit Ausblick präsentiert. Y2 - 2024 UN - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:dm13-38039 U6 - https://doi.org/10.26205/opus-3803 DO - https://doi.org/10.26205/opus-3803 SP - 136 S1 - 136 ER - TY - THES U1 - Master Thesis A1 - Müller-Baumgart, Ulf T1 - Creation of general representation of a local power grid as a basis for an embedding of electrical devices Y2 - 2024 UN - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:dm13-37955 U6 - https://doi.org/10.26205/opus-3795 DO - https://doi.org/10.26205/opus-3795 SP - 96 S1 - 96 ER - TY - THES U1 - Master Thesis A1 - Alaee, Ladan T1 - Design and Implementation of a Mixed-Signal Processing Chain for the Optical Determination of Rotation Angles N2 - The aim of this master thesis is the design and implementation of mixed-signal processing chain for the optical determination of rotation angles by means of four sensors implemented as photodiodes with integrated polarization filters and a high-precision CORDIC hardware design implemented on an FPGA in Verilog. Furthermore, a light source and a polarizer are integrated in the measurement setup which is configured using an QT application. Y2 - 2024 UN - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:dm13-37932 U6 - https://doi.org/10.26205/opus-3793 DO - https://doi.org/10.26205/opus-3793 SP - 264 S1 - 264 ER - TY - THES U1 - Master Thesis A1 - García Rodríguez, Saul T1 - Design and FPGA implementation of a highly resource-efficient AES-256 encryption and decryption engine N2 - Growing demand for security in a wide range of fields gives raise to research for more efficient and modern methods. Additionally, the increase of systems that are deployed on hardware requires security to be embedded in small area to protect intellectual property, hardware, and integrity and confidentially of sensible data. Therefore, in this work a design and FPGA implementation of a highly resource-efficient AES-256 encryption and decryption engine is presented, as well as its comparison with state-of-the-art designs. The design shows a reduction in the resources used due to its architecture to reuse hardware throughout all the processing. The design is implemented on a Xilinx Artix-7 FPGA. KW - AES KW - encryption KW - security KW - FPGA KW - decryption Y2 - 2023 UN - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:dm13-37471 U6 - https://doi.org/10.26205/opus-3747 DO - https://doi.org/10.26205/opus-3747 SP - 263 S1 - 263 ER - TY - THES U1 - Master Thesis A1 - Sarangi, Jitikantha T1 - Digital Calibration, Closed Loop Regulation and Implementation of Digital Debugging Features for the Delay Asymmetry Compensation Logic of a 3D Polarization Camera Based on Time-of-Flight Principle N2 - The work presented in this thesis deals with the distance measurement aspect of a 3D Polarization ToF camera for automotive applications that uses a Time-to-Digital Converter (TDC) to measure the time interval between the emission of light from a source and its reception. Based on the measurement of the time interval, distance can be calculated by applying the equation of motion. In application, achieving an exact distance measurement is quite strenuous because the operating conditions of the design are susceptible to change due to environmental factors. Therefore, to achieve accuracy in distance measurement, the time interval between the emission and reception of light must be measured precisely. For this purpose, a delay asymmetry compensation logic is developed. This thesis elaborates the addition of debugging features, redesign of some components, digital calibration approach and the entire testbench environment of the delay asymmetry compensation logic. It also sheds light on the implementation of the designed logic for its successful realisation in real hardware. Lastly, it concludes by narrating future prospects and further scopes of development. Y2 - 2023 UN - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:dm13-37323 U6 - https://doi.org/10.26205/opus-3732 DO - https://doi.org/10.26205/opus-3732 SP - 107 S1 - 107 PB - Fachhochschule Dortmund CY - Dortmund ER - TY - THES U1 - Master Thesis A1 - Zahn, Christian A1 - Honermann, Alexander T1 - Behavioral Insurance: Nudging als Instrument zur Förderung des Vertriebs nachhaltiger Versicherungsprodukte in Deutschland N2 - Der Klimawandel stellt eine der größten globalen Herausforderungen dar. Um den dras-tischen Auswirkungen entgegenzuwirken, sind Versicherungsunternehmen als bedeu-tendste institutionelle Investoren in Deutschland gefordert, durch die Umlenkung von Ka-pital in nachhaltige Investitionen einen Beitrag zur nachhaltigen Entwicklung zu leisten. Insbesondere private nachhaltige Altersvorsorgeprodukte besitzen dabei eine große He-belwirkung im Transformationsprozess. Aufgrund diverser Kaufbarrieren werden derar-tige Produkte jedoch aktuell noch nicht ausreichend konsumiert. Während sich das In-strument des Nudgings zur Förderung nachhaltigen Konsums in anderen Anwendungs-feldern bereits als erfolgreich bewiesen hat, existieren für den Vertrieb nachhaltiger Ver-sicherungsprodukte bislang keine Forschungen. Diese Masterarbeit beschäftigt sich daher mit der Frage, ob sich die Kaufbereitschaft der Verbraucher für private nachhaltige Al-tersvorsorgeprodukte mithilfe des Nudgings erhöhen lässt. Die Ergebnisse des durchge-führten Laborexperiments zeigen, dass sowohl der Einsatz des Nudges Gütesiegel als auch des Nudges Soziale Norm zu einer Erhöhung der Kaufintention führt. Zur Förderung des Vertriebs nachhaltiger Altersvorsorgeprodukte wird daher auf Grundlage der Ergeb-nisse die Implementierung von Nudging in vorvertragliche Entscheidungssituationen empfohlen. KW - Nudging KW - Vertrieb KW - Versicherung KW - Behavioral Insurance KW - Nachhaltigkeit Y2 - 2022 UN - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:dm13-36489 U6 - https://doi.org/10.26205/opus-3648 DO - https://doi.org/10.26205/opus-3648 SP - 165 S1 - 165 ER - TY - THES U1 - Master Thesis A1 - Jung, Richard T1 - Radiation Qualification of the Cologne Chip GateMate A1 FPGA N2 - 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. N2 - In dieser Arbeit wird die Strahlungsempfindlichkeit des neuartigen Cologne Chip GateMate A1 FPGA untersucht. Zunächst wurde eine Einführung in Strahlungseffekte und ihre Auswirkungen auf elektronische Komponenten gegeben, gefolgt von einem kurzen Überblick auf aktuelle Strahlungsteststandards. Die üblichen Elemente in FPGAs werden diskutiert, gefolgt von Details über GateMate spezifische Elementen sowie eines Überblicks über den Software-Design-Flow für GateMate FPGA Anwendungen. Im Anschluss wird die Entwicklung eines PCBs für Bestrahlungstests des GateMates detailliert. Vier Komponenten des GateMate wurden während drei Strahlungskampagnen getestet, sowie eine Benchmark-Schaltung, um die Strahlungsempfindlichkeit des GateMate mit anderen am CERN getesteten FPGAs zu vergleichen. Die Testarchitektur besteht aus dem DUT FPGA und einem TESTER FPGA, dessen Aufgabe es ist, Eingaben an das DUT zu liefern und dessen Reaktion aufzuzeichnen. Die für alle Tests entwickelten DUT- und TESTER-Designs werden im Detail diskutiert. Schließlich werden die während der Bestrahlungskampagnen erzielten Ergebnisse vorgestellt, die zeigen, dass der GateMate FPGA ähnliche wie andere FPGAs mit vergleichbarer Prozesstechnologie liefert. Lediglich der Benchmark-Test wurde nicht finalisiert, da Probleme bei der Implementierung die Fertigstellung im vorgegebenen Zeitrahmen verhinderten. Die Arbeit schließt mit einer umfassenden Zusammenfassung und einem Ausblick ab. KW - FPGA KW - Radiation qualification KW - CERN KW - LHC KW - GateMate Y2 - 2023 UN - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:dm13-33643 U6 - https://doi.org/10.26205/opus-3364 DO - https://doi.org/10.26205/opus-3364 SP - 118 S1 - 118 ER - TY - THES U1 - Master Thesis A1 - Drissi El Bouzaidi, Achraf T1 - Entwurf von seriellen Schnittstellen zur Konfiguration und Test integrierter Schaltkreise N2 - Diese Masterarbeit befasst sich mit der Entwicklung von serieller Schnittstelle zur Konfiguration und Überprüfung von integrierten Schaltungen. Das Projekt behandelt zum einen die Umsetzung eines I2C-Master-Interfaces in Verilog und die Optimiereung und Erweiterung der Schaltung. Der Hauptfokus liegt jedoch auf der Implementierung des JTAG (Joint Test Action Group) Protokolls in Verilog. Der Bericht gliedert sich in zwei Teile. Der erste Teil befasst sich mit den grundlegenden Funktionen des I2C-Master gemäß der NXP-UM10204 Spezifikation. Hier wird dargestellt, wie die Grundschaltung implementiert wurde und wie die implementierten Module genutzt werden können. Der Hauptbestandteil beschäftigt sich mit den grundlegenden Konzepten des JTAG-Standards und seiner praktischen Anwendung. Es wird demonstriert, wie das JTAGProtokoll in Verilog umgesetzt wurde und wie es zur Überprüfung und Konfiguration des Zustands eines integrierten Schaltkreises genutzt werden kann. Der Bericht schließt mit der Simulation von Testfällen und einer Zusammenfassung der Ergebnisse. Y2 - 2023 UN - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:dm13-33685 U6 - https://doi.org/10.26205/opus-3368 DO - https://doi.org/10.26205/opus-3368 SP - 148 S1 - 148 ER - TY - THES U1 - Master Thesis A1 - Christiani, Stanislav T1 - Entwurf eines integrierten 3-Level Abwärtswandlers in einer 180nm CMOS Technologie N2 - In dieser Arbeit wird ein 3-Level-Abwärtswandler unter idealen und realen Bedingungen analysiert. Unter idealen Bedingungen werden der Tastgrad, die Induktivität und Kapazität des LC-Gliedes, die Stromwelligkeit, die Ausgangsspannungswelligkeit, die Spannung und die Spannungswelligkeit am fliegenden Kondensator sowie die Übertragungsfunktion des 3-Level-Abwärtswandler diskutiert und hergeleitet. Unter realen Bedienungen werden die Implementierung des fliegenden Kondensators und die zeitliche Fehlanpassung zwischen den beiden Schaltsignalen diskutiert. Die Übertragungsfunktion des PID-Kompensators wird ausführlich beschrieben und hergeleitet. Ziel dieser Arbeit ist es, einen 3-Level-Abwärtswandler in einer 180nm CMOS Technologie unter Zuhilfenahme der Entwicklungssoftware „Cadence Virtuoso“ zu entwerfen und durch Simulationen zu analysieren. Bei einer gegebenen Eingangsspannung von 3 V soll der Wandler eine Spannung von 1 V für einen maximalen Laststrom von 400 mA ausgeben. Die Welligkeit der Ausgangsspannung darf 10 mV nicht überschreiten und die Schaltfrequenz soll bei 4 MHz liegen. N2 - In this thesis, an analysis of a 3-level buck converter under ideal and real conditions is presented. Under ideal conditions, the duty cycle, the inductance and capacitance of the LC element, the current ripple, the output voltage ripple, the voltage and voltage ripple on the flying capacitor, and the loop-gain function of the 3-level buck converter are discussed and derived. Under real operations, the implementation of the flying capacitor and the timing mismatch between the two switching signals are discussed. The loop-gain function of the PID compensator is described and derived in detail. The aim of this work is to develop a 3-level buck converter in a 180nm CMOS technology with "Cadence Virtuoso" software and to analyze it by simulations. With an input voltage of 3 V, the converter provides an output voltage of 1 V DC for a maximum load current of 400 mA. The ripple of the output voltage must not exceed 10 mV. The switching frequency is 4 MHz. Y2 - 2023 UN - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:dm13-33610 U6 - https://doi.org/10.26205/opus-3361 DO - https://doi.org/10.26205/opus-3361 SP - 80 S1 - 80 ER - TY - THES U1 - Master Thesis A1 - Salkovic, Edis T1 - Entwicklung eines Mixed-Signal-Frontends für die Validierung von integrierten Halbleitern im Automobil-Temperaturbereich N2 - Im Rahmen dieser Masterthesis soll die bereits im Rahmen meiner Masterstudienarbeit entwickelte Frontend-Platine bestückt und im Zusammenspiel mit einem Zedboard in Betrieb genommen werden. Das Zedboard ist mit einem Baustein von Xilinx bestückt, der sowohl einen FPGA als auch einen ARM-Mikrocontroller beinhaltet. Der FPGA-Mikrocontroller wurde bereits so konfiguriert, dass SPI Schnittstellen implementiert sind, die für die Ansteuerung der ADCs und DACs verwendet werden können. Die Aufgabe dieser Masterthesis besteht darin die Software für den ARM-Mikrocontroller unter Petalinux zu schreiben, mit der die SPI Schnittstellen gelesen und beschrieben werden können. Der Softwareteil, welcher wesentlicher Bestandteil der Thesis ist, konnte zufriedenstellend gelöst werden, sodass alle gewünschten Funktionen enthalten sind. Die Frontendplatine aus der Masterstudienarbeit wurde überarbeitet und eine zweite Version angefertigt, welche bis auf einige kleine Fehler gut funktioniert. KW - frontend KW - spi KW - xilinx KW - vitis KW - vivado Y2 - 2023 UN - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:dm13-33597 U6 - https://doi.org/10.26205/opus-3359 DO - https://doi.org/10.26205/opus-3359 SP - 109 S1 - 109 ER -