TY - THES U1 - Master Thesis A1 - Ledüc, Philipp T1 - Erweiterung feldprogrammierbarer Bausteine um eine PCI Express Schnittstelle als Schlüsseltechnologie zur Vernetzung digitaler Systeme und künstlicher Intelligenz N2 - In dieser Masterthesis wird die Entwicklung eines PIPE IP-Cores als erster Entwicklungsschritt hin zu einem PCI Express Soft Core für die FPGA-basierte Implementierung beschrieben. Der Entwicklungsansatz hat zum Ziel, FPGAs mit integriertem Serializer/Deserializer (SerDes) auf den Einsatz in hardwareübegreifenden Systemen der Künstlichen Intelligenz (KI) vorzubereiten. Die Entwicklung basiert hierbei auf der FPGA-Produktfamilie GateMateTM des deutschen Unternehmens Cologne Chip AG. Allerdings versteht sich die Entwicklung als allgemeingültiger Ansatz, der auch anderen FPGA-Herstellern die Herangehensweise an die Thematik erleichtern und helfen soll, den notwendigen Entwicklungsaufwand abzuschätzen und wenn möglich zu verringern. KW - Soft Core KW - PCIe KW - PCI Express KW - PIPE KW - GateMate KW - FPGA KW - Künstliche Intelligenz KW - Maschinelles Lernen KW - VERILOG Y2 - 2021 UN - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:dm13-30760 U6 - https://doi.org/10.26205/opus-3076 DO - https://doi.org/10.26205/opus-3076 SP - 199 S1 - 199 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 - Bachelor Thesis A1 - Carpisan, Ümmühan T1 - Programmierung eines ESP32-Mikrocontrollers zur Überwachung einer Batteriespannung über die LoRaWAN Funktechnologie N2 - Im Rahmen dieser Abschlussarbeit wird die Kommunikation in LoRaWAN Funktechnologie getestet. Der Fokus ist hier die Programmierung eines ESP32- Mikrocontrollers, der LoRaWAN-Kommunikationsfähig ist und Spannungswerte an einer Batterie überwacht. Dabei ermöglicht es die Programmierung des ESP32, die Nutzdaten an einen Netzwerkserver zu senden. Der Abruf der Informationen erfolgt über einen Internetzugriff auf den Netzwerkserver. Zum Test wurde ein Labornetzgerät und eine Leiterplatte benutzt. Hierbei wurde die Spannung über einen ADC eingelesen und über LoRaWAN an den Netzwerkserver weitergeleitet. Y2 - 2022 UN - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:dm13-33268 U6 - https://doi.org/10.26205/opus-3326 DO - https://doi.org/10.26205/opus-3326 SP - 100 S1 - 100 ER - TY - THES U1 - Master Thesis A1 - Beer, Aaron T1 - Implementierung eines bayesschen Algorithmus zur Optimierung von Syntheseergebnissen N2 - 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 für die Optimierung relevanten Parameter gegeben. Das Liberty-Format zur Beschreibung von Zellbibliotheken wird erläutert und die für 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 erläutert und die erzielten Optimierungen anhand der Testschaltungen dargestellt. Y2 - 2021 UN - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:dm13-31146 U6 - https://doi.org/10.26205/opus-3114 DO - https://doi.org/10.26205/opus-3114 SP - 187 S1 - 187 ER - TY - THES U1 - Bachelor Thesis A1 - Eroglu, Oguz T1 - Entwurf von Leiterplatten für die Versorgung und Auslesung eines optischen Winkelgebers N2 - Diese Bachelorarbeit beschreibt den Entwurf von Leiterplatten mit Altium Designer für die Auslesung eines Poldi- Sensors. Die Leiterplatte aus der Betrieblichen Praxis, auf der die Spannungsversorgung des Sensorsystems implementiert wurde, wurde überarbeitet und es wurden zwei Auslesekanäle der Poldi Platine implementiert und getestet. Für die Ausgänge der Spannungsversorgung auf der ersten Platine werden Terminalblöcke verwendet. Die neu entworfenen Leiterplatten mit den Auslesekanälen des Poldi- Sensors können damit verbunden werden, um versorgt zu werden. Y2 - 2023 UN - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:dm13-33527 U6 - https://doi.org/10.26205/opus-3352 DO - https://doi.org/10.26205/opus-3352 SP - 66 S1 - 66 ER - TY - THES U1 - Bachelor Thesis A1 - Biermann, Raphael T1 - Entwicklung eines Software-Systems zur Automatisierung der Assertion-Generation für die Verifikation eines Memory-Built-In-Self-Tests mithilfe einer Beschreibungssprache für Memory-Testalgorithmen N2 - Memory-Testalgorithmen können in einer abstrakten Beschreibungssprache beschrieben werden, dessen Grammatik jedoch nicht ausreicht, um Scrambling im Memory zu be- rücksichtigen. Nach einer Grammatikerweiterung können Properties in der Hardware- Verifikationssprache SystemVerilog-Assertions aus dieser Beschreibung formuliert werden, die für eine Verifikation des Verhaltens des Memory-Interfaces eines Memory-Built-In- Self-Tests geeignet sind. Die Properties werden verwendet, um ein gegebenes Design zu verifizieren. In der Simulation werden Abweichungen von der ursprünglichen Spezifikation der Testalgorithmen erkannt. Es werden Konzepte für die Automatisierung der Generierung von Properties erarbeitet, die anschließend in einem Software-System implementiert werden. Das Software-System unterstützt die Generierung von Assertions für March, SCAN und MATS Algorithmen mit beliebiger Länge, sowie einige Checkerboard und Initialisierungsalgorithmen, bei de- nen Scrambling berücksichtigt werden muss. Abschließend werden nötige Änderungen der Softwarearchitektur und Grammatik diskutiert, welche die Unterstützung weiterer Test- algorithmen ermöglichen. N2 - Memory test algorithms can be described in an abstract description language, but its grammar is not sufficient to take scrambling in memory into account. After a grammar extension, properties in the hardware verification language SystemVerilog-Assertions can be formulated from this description, which are suitable for verifying the behaviour of the memory interface of a memory built-in self-test. The properties are used to verify a given design. In the simulation, deviations from the original specification of the test-algorithms are detected. Concepts are developed for automating the generation of properties, which are then imple- mented in a software system. The software system supports the generation of assertions for March, SCAN and MATS algorithms of arbitrary length, as well as some checkerboard and initialisation algorithms where scrambling has to be considered. Finally, necessary changes to the software architecture and grammar are discussed to enable the support of other test algorithms. KW - MBIST KW - Verifikation KW - SystemVerilog KW - Assertions KW - SVA Y2 - 2023 UN - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:dm13-33948 U6 - https://doi.org/10.26205/opus-3394 DO - https://doi.org/10.26205/opus-3394 SP - 76 S1 - 76 ER - 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 - Bachelor Thesis A1 - Noss, Julian T1 - Phasenstrommessung in der Antriebstechnik mittels Sigma-Delta Analog Digital Wandlung N2 - In dieser Arbeit wird die Entwicklung einer Filterstruktur in VHDL zur Auswertung eines Sigma-Delta gewandelten Signals dokumentiert. Dafür werden Funktionsweise, Aufbau und Verwendung des Modulators und des Filters dargestellt. Zur Überprüfung wird der Filter sowohl simuliert als auch auf einem Arty Z7 FPGA Board ausgeführt und der Ausgang über einen DAC mit einem Oszilloskop gemessen. Y2 - 2024 UN - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:dm13-37984 U6 - https://doi.org/10.26205/opus-3798 DO - https://doi.org/10.26205/opus-3798 SP - 82 S1 - 82 ER -