Weiterentwicklung des ETI-SoC-Systems

  • Stellenausschreibung:
  • Stellenart:

    Hilfswissenschaftliche Tätigkeit

  • Eintrittstermin:

    fortlaufend

  • Kontaktperson:

    M. Sc. Benedikt Schmitz-Rode

Beschreibung

Vorbemerkung

Bereits seit den 90er Jahren wird am Elektrotechnischen Institut zu Forschungszwecken im Bereich Regelung und Vermessung von elektrischen Maschinen und Umrichtern ein eigenständiges modulares Rapid-Prototyping Signalverarbeitungssystem entwickelt. Neben leistungsfähigen Erweiterungskarten für die AD-/DA-Wandlung, der Anbindung von externen Sensoren und Schnittstellen zu den Umrichtern besteht das Herzstück der aktuell verwendeten Generation aus einem heterogenen System-on-Chip, dem Xilinx Zynq 7030. Das SoC besteht aus einem Dual-Core ARM Cortex-A9 sowie einem Kintex-7 FPGA. Somit können die benötigten Funktionen zwischen Prozessor und FPGA partitioniert werden. In Vorarbeiten wurde sowohl ein Rapid-Prototyping Workflow aus Matlab/Simulink für die C-Codegenerierung des Prozessors als auch die VHDL-Codegenerierung für den FPGA entwickelt. Somit ist ein Einsatz als universelle Plattform für die Ansteuerung von Prüfständen, in der Lehre und als Messsystem möglich.

Aufgaben

Für die Weiterentwicklung der Software und Hardware suchen wir motivierte Studierende, die uns bei der Umsetzung der Ideen unterstützen. Die nachfolgende Liste stellt eine Sammlung von mögliche Themenbereichen dar:

  • Adaption der bisherigen Softwarestruktur auf einen neuen Prozessor (Xilinx Ultrascale/Xilinx Kria). Hierbei soll insbesondere getestet werden, welche Teile der bisherigen Softwarearchitektur übernommen werden können und welche zusätzlichen Schritte notwendig sind, beispielsweise zur Verwendung der AI-Coprozessoren
  • Weiterentwicklung der Simulink C-Codegenerierung. Dies umfasst insbesondere die Pflege und Konsolidierung der bisher entwickelten Bibliotheken, deren Dokumentation sowie die Erweiterung der Bibliothek um Schnittstellenprotokolle (z.B. I2C, mit dem ein Display angesteuert werden soll) sowie weitere Softwarefunktionen
  • Weiterentwicklung des verwendeten Betriebssystems (FreeRTOS). Dies beeinhaltet insbesondere die Überprüfung der Netzwerkkommunikation, Erweiterung des Statusservers um Debuginformationen etc.
  • Weiterentwicklung der FPGA-IP-Bibliothek, insbesondere um Funktionen zur einfacheren Parametrierung von der SD-Karte. Ziel ist, dass Datensätze ohne erneute Synthese der FPGA-Software angepasst werden können
  • Entwicklung und Inbetriebnahme von Erweiterungskarten für das SoC-System
  • ...

Die Themen sind nicht trennscharf, sodass auch eine Kombination von zwei Themengebieten möglich ist.

Voraussetzungen
  • Freude an der Erarbeitung neuer Themengebiete
  • Selbstständiges und verantwortungsbewusstes Arbeiten
  • bestenfalls Vorkenntnisse im Bereich der C-Programmierung, Matlab/Simulink sowie Mikroprozessor-Projekten
  • bestenfalls Vorkenntnisse im Bereich Platinendesign (bei Hardwareaufgaben)

Da es sich um fortlaufende Entwicklungen handelt, gibt es keine feste Bewerbungsfrist. Die Monatsstundenzahl kann bei Vertragsbeginn flexibel zwischen 40 und 80 Stunden pro Monat gewählt werden. Bei Interesse wenden Sie sich bitte persönlich oder per Email an Benedikt Schmitz-Rode.