Professur Digital- und Schaltungstechnik

Embedded Systems

Hinter vielen Applikationen im industriellen Umfeld und im Consumerbereich verbergen sich eingebettete Systeme, deren Leistungsfähigkeit in Bezug auf Rechenleistung, Integration und Speicher sich kontinuierlich weiter entwickelt. Der Fokus der Professur Digital- und Schaltungstechnik liegt daher nicht nur auf der Entwicklung von Algorithmen am PC sondern insbesondere auch auf Lösungen von Forschungsthemen für eingebettete Systeme. Als Ergebnis aktueller Forschungs- und Industrieprojekte an der Professur steht schlussendlich eine Lösungen zur Verfügung, welche auf eingebetteten Systemen arbeitet.

In den Themengebieten der digitalen Bild- und Signalverarbeitung werden komplexe und rechenaufwendige Algorithmen benötigt, um Informationen aus Signalen zu extrahieren. Je nach Gebiet kommen verschiedene Hardwarearchitekturen zum Einsatz um deren anwendungsspezifischen Vorteile für die jeweilige Applikation ausnutzen zu können.

Im Bereich Software Defined Radio kommen digitale Signalprozessoren zum Einsatz, mit deren Hilfe OFDM basierte Übertragungssysteme echtzeitfähig umgesetzt werden. Dies beinhaltet die Schätzung von zeitvarianten Übertragungsfehlern, die Demodulation, Kanalschätzung sowie die Dekodierung. Das Verfahren ist sehr rechenintensiv, weshalb leistungsstarke Signalprozessoren benötigt werden.

Auch auf dem Gebiet Image Processing wird leistungsstarke Hardware benötigt. Bereits zahlreiche Standardalgorithmen wie die Anwendung von Faltungsmasken auf Bildmaterial beanspruchen einen Großteil der CPU Auslastung. Um diese zu verringern, wird ein Teil der Software in Hardware (FPGA) ausgelagert. Die Umsetzung eines Projekts kann idealerweise auf einem hybriden System, also einer Kombination aus FPGA, ARM/DSP, erfolgen, um die Vorteile beider Architekturen miteinander zu verbinden.

Architektur Anwendungsgebiet an der Professur
DSP
  • Demodulation und Dekodierung im Bereich Software Defined Radio
  • Low-Level Algorithmen im Bereich Image-Processing
  • Studentische Praktika
Analog Devices Blackfin BF537 (single core)
Analog Devices Blackfin BF 560 (dual core)
Analog Devices Sharc ADS 21269
Texas Instruments DaVinci
ARM
  • Low- und Highlevel Algorithmen im Bereich Image-Processing
  • Studentische Paraktika
Freescale IMX 53 (ARM Core A8)
FPGA
  • LowLevel Algorithmen in Hardware
  • Studentische Praktikas
Xilinx Spartan 3 Xilinx Virtex 5 Xilinx Virtex 6
Hybride Systeme
  • LowLevel Algorithmen in Hardware
  • Studentische Praktikas
Xilinx Spartan 3 Xilinx Virtex 5 Xilinx Virtex 6
Gernal Purpose µC
  • Diverse Applikationen mit geringerem Bedarf an Rechenleistung und Speicher
Atmel ATXMega/ATMega, PIC