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Themen für Masterarbeiten, Bachelorarbeiten, ProjektPraktika

Hier ist eine Liste von Themen, zu denen in der Gruppe Masterarbeiten ('MA'), Bachelorarbeiten ('BA') oder Projektpraktika ('PP') durchgeführt werden können. Bei Interesse melden Sie sich bitte bei Prof. Fischer.

  1. Aufbau eines Probe Setups für PETA Chips (BA, PP)
    Für die am LS entwickelten neuesten 'PETA' Chips soll ein Aufbau entwickelt werden (PCBs, Firmware, Software), mit dem die Chips auf einem Waferprober durchgemessen werden können.
  2. Entwicklung eines feingranularen Sequencers im FPGA (BA, PP, MA)
    Der am LS entwickelte Pixelchip für den XFEL kann mit einem externen Steuersignal gepulst werden, das intern verschiedene Aufgaben übernimmt. Es soll eine FPGA-Firmware entwickelt werden, die ein Pulsen in sehr kleinen, wohl bekannten Schritten (50ps) erlaubt. Mit dieser neuen Möglichkeit sollen Testmessungen am Chip durchgeführt werden.
  3. Vergleich Synthese / Full Custom Design (BA, PP)
    Am Beispiel eines Thermometer Encoders und eines Prioritätsencoders soll die Performance (Geschwindigkeit, Größe) eines manuell optimierten Designs und eines automatisch synthetisierten Designs verglichen werden.
  4. Firmware zum Betrieb eine PET Ringes (BA, MA)
    In der Gruppe wurde ein Chip ('PETA') zur Detektion von Gammastrahlen (über Szintillationsdetektoren) entwickelt. Er soll in großen PET Ringen mit tausenden von Kanälen zum Einsatz kommen. Die Auslese der Chips erfolgt mit FPGAs direkt auf den PET Modulen. In den FPGAs sollen die Daten so weit wie möglich vorverarbeitet und reduziert werden. Hierfür sollen Firmware- Teile entwickelt und in echten Modulen erprobt werden.
  5. Synchronisation mehrerer FPGA Boards auf ps Genauigkeit (MA)
    Bei Flugzeitmessungen müssen Ankunftszeiten von Photonen auf mehreren Boards mit Pikosekunden Genauigkeit gemessen werden. Hierzu müssen mehrere FPGA Boards synchronisiert werden. Es sollen Möglichkeiten hierzu evaluiert werden, die mit möglichst wenig Spezialhardware auskommen, z.B. das White Rabbit Protokoll.
  6. Simulation/Messung Lichtausbreitung in Kristallen (MA, BA)
    In unserem PET Projekt nutzen wir kleine Kristallnadeln (1x1x10mm3) zum Nachweis von Gamma Quanten, die in den Szintillatoren Lichtpulse erzeugen. Die Kristalle sind eng gepackt und optisch nur schlecht isoliert. Die Lichtverteilung an der Unterseite kann mit einem unserer Chips gemessen werden. Um diese Verteilung zu verstehen, soll die Lichtausbreitung in den Kristallen und dazwischen simuliert werden.
  7. Laserbehandlung von Szintillationskristallen (MA, BA)
    Es soll untersucht (und praktisch erprobt) werden, ob mit Femtosekunden- Hochleistungslasern Strukturen in Szintillationskristalle eingeschrieben werden können. Parallel dazu soll überlegt und simuliert werden, wie mit solchen Strukturen die Orts- oder Tiefenauflösung verbessert werden kann. Es sollen Teststrukturen entworfen, simuliert, hergestellt und vermessen werden um die Methode zu charakterisieren.
  8. Betrieb wassergekühlter Keramiksubstrate (BA, PP)
    Am Lehrstuhl werden wassergekühlte Keramiksubstrate benutzt. Es sollen Methoden zur sicheren Einspeisung des Kühlwassers und zur Erzeugung und Überwachung eines kontrollierten Flusses und Druckes erarbeitet und praktisch erprobt werden.
  9. Messung der Comptonrate von 511keV Gammas in LYSO (MA)
    Am Lehrstuhl kann evtl. mit einem segmentierten LYSO Kristall die Comptonrate in LYSO gemessen werden. Dies soll zunächst mit Geant simuliert werden. Dann sollen Daten genommen und analysiert werden.
  10. Vorverarbeitung von Daten aus einen Photodetektor im FPGA
    Am Lehrstuhl wird ein Kamerachip entwickelt, der mit mehreren 100kHz Rate ausgelesen werden kann. Um das Datenvolumen zum Host-Rechner zu reduzieren sollen die Daten in einem FPGA vorverarbeitet werden (i.W. Histogramme).
  11. TDC in FPGA (BA, MA)
    Zur Messung der Ankunftszeit von Photonen wird ein Time-to-Digital Wandler (TDC) benötigt. Hierzu gibt es mehrere Schaltungskonzepte für FPGAs. Diese sollen verglichen und ein einfacher, portabler Ansatz mit moderater Auflösung implementiert werden.
  12. Evaluation des ToF Chips VL53L0X (PP)
    Der obige Chip nutzt das Flugzeitprinzip und enthält einen Lasertreiber, eine Laserdiode und einen schnellen Photodetektor. Er soll in Betrieb genommen werden und die Funktion charakterisiert werden.
  13. Aufbau eines schnellen Lasertreibers für eine 3D Kamera (MA, BA)
    Am Lehrstuhl wird ein Chip entwickelt, mit dem die Ankunftszeit von Photonen mit Pikosekunden Auflösung gemessen werden kann. Um damit eine 3D Kamera aufzubauen muss eine Laserdiode mit sehr kurzer Anstiegszeit angesteuert werden. Ein Prototyp soll aufgebaut werden (z.B: mit ISL78365 oder ISL58781) und die Verwendbarkeit für die 3D Kamera evaluiert werden.
  14. Applets zur Berechnung von Kapazitäten und Widerständen mit Relaxation (BA, PP)
    Zur Ermittlung der Kapazität und des Widerstandes einfacher Leiterbahngeometrien soll ein JAVA Applet entworfen werden. Dabei sollen wichtige Standardgeometrien vorgegeben werden. Beliebige Geometrien können vom Benutzer eingegeben werden. Eine grafische Darstellung soll die Potentialverteilung visualisieren. Ziel ist eine Visualisierung der Feld/Strom-Linien in der Lehre.
  15. DAC mit Stromdivision (MA, BA)
    Mit geeigneten Schaltungen ist das präzise Teilen von Strömen möglich. Es soll untersucht werden, wie mit diesem Prinzip ein low voltage DAC aufgebaut werden kann und welche Auflösung erreichbar ist.
  16. Symbolische Schaltungsanalyse (MA, BA, PP)
    Es soll ein Tool zur Symbolischen Analyse einfacher Analogschaltungen mit ca. 1-5 Knoten entwickelt werden. Ausgehend von einer Netzliste sollen den vorhandenen Bauteilen parasitäre Elemente zugeordnet werden. Unwichtige Elemente sollen interaktiv abgeschaltet werden können. Einfache Zusammenhänge wie z.B. die Transferfunktion soll exakt als Formel dargestellt werden. Näherungen sollen interaktiv vorgegeben werden können. Die Computeralgebra kann evtl. durch ein externes Paket erfolgen.
  17. Effiziente Gleitkommamultiplikation in FPGAs (BA, PP)
    Die Multiplikation zweier Gleitkommazahlen (Mantisse, Exponent, z.B. IEEE Format) in einem FPGA soll effizient implementiert werden (Karatsuba Multiplikation). Dabei soll auch evaluiert werden, welche Zahlen besonders wenig Ressourcen erfordern. Der Energiebedarf soll mit dem in CPUs oder GPUs vergleichen werden.

Letztes Update dieser Seite: 5/2017 PF

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