Practicals & Theses

list of practicals and theses at the Cyber-Physical Systems Group

Simulation of a Quadcopter with Matlab

CPS: Univ.Ass. Dipl.-Ing. BSc Denise RATASICH, 26. 02. 2016

<span id="thesisForm:description">An autonomously controlled quadcopter should be simulated and visualized in a 3D world. Various simulation environments shall be explored and the most suitable framework selected for implementation.</span>

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Battery Management

CPS: Univ.Ass. Dipl.-Ing. BSc Denise RATASICH, 30. 06. 2015

The aim of this project is to develop a small battery management unit for one of our mobile robots.

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Modellierung und Redundanz eines zeitgesteuerten CAN Routers

CPS: Dipl.-Ing. Roland KAMMERER, 25. 04. 2012

Derzeit wird an unserem Institut ein Prototyp eines zeitgesteuerten CAN-Routers entwickelt (Ref: 1). Die im Paper angesprochenen positiven Eigenschaften wurden durch Messungen auf einer Prototyphardware bestätigt. Ihre Aufgaben umfassen folgende Tätigkeiten:

*) Modellierung des CAN-Routers mit Hilfe von Matlab/Simulink und TrueTime (Ref: 2). Eine Proof-of-Concept Implementierung ist vorhanden, muss aber verfeinert/ausgebaut werden. Die Einstiegshürde von TrueTime ist relativ gering. Erfahrungen mit TrueTime sind nicht notwendig.

*) Abbildung/Durchführung von ausgewählten Testszenarien in diesem Modell, um die Resultate des Modells mit der Prototypimplementierung vergleichen zu können.

*) Der Hauptteil der Arbeit umfasst die Erweiterung des Modells um eine zweite, redundante CAN-Router Komponente. In diesem Teil soll der momentane Single-Point-of-Failure (ein einzelner Router) durch ein redundantes Routersetup ersetzt werden. Vor allem dieser Punkt bietet Einblick in interessante Aufgabenstellungen zeitgesteuerter Systeme (z.B.: Synchronisation von zeitgesteuerten Systemen, Fehlertoleranz, Agreement-Protokolle,...)

(Ref: 1) Abstract:
Controller Area Network (CAN) provides an inexpensive and robust network technology in many application domains. However, the use of CAN is constrained by limitations with respect to fault isolation, bandwidth, wire length, namespaces and diagnosis. This paper presents a solution to overcome these limitations by replacing the CAN bus with a star topology. We introduce a CAN router that detects and isolates node failures in the value and time domain. The CAN router ensures that minimum message interarrival times are satisfied and reserves CAN identifiers for individual CAN nodes. In addition, the CAN router exploits knowledge about communication relationships for a more efficient use of communication bandwidth through multicast messaging. An implementation of the CAN router based on a Multi-Processor System-on-a-Chip (MPSoC) shows the feasibility of the proposed solution.

(Ref: 1) http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDetails.jsp?tp=&arnumber=5549449&contentType=Conference+Publications&sortType%3Dasc_p_Sequence%26filter%3DAND(p_IS_Number%3A5549388)
(Ref: 2) http://www3.control.lth.se/truetime/

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Tool zur Analyse von Messdatenreihen

CPS: Projektass. Dipl.-Ing. Dr.techn. Armin WASICEK, 22. 12. 2011

Ziel des Praktikums ist es ein Tool in Visual Basic als Erweiterung für Excel zu erstellen, das Wissenschafter in der Analyse von Messdaten unterstützt. Momentan wird der zeitliche Abgleich verschiedener Messdaten manuell durchgeführt. Das Tool soll diese Vorgehensweise automatisieren. Das Praktikum ist eine Kooperation mit dem Institut für Verfahrenstechnik und Biowissenschaft.

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Aufbau eines CAN Systems (Lötpraktikum)

CPS: Projektass. Dipl.-Ing. Dr.techn. Armin WASICEK, 22. 02. 2011

Ziel des Praktikums ist es ein CAN System mit AVR Mikrocontrollern aufzubauen.

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Neue Wege und Methoden fuer die SIMULINK Visualisierung und Interaktion von komplexen Systemen

CPS: Projektass. Dipl.-Ing. Dr.techn. Christian EL-SALLOUM, 02. 07. 2009

SIMULINK und MATLAB sind ein mächtiges Mathematik Toolset mit einem reichhaltigen Satz an wissenschaftlichen Bibliotheken. Sie erfreuen sich einer breiten Marktpenetration im wissenschaftlichen und R&D Bereich. Momentan ist das Toolset Marktführer in den Bereichen für Simulation angefangen von Automotive, Aerospace, Finanz bis hin zu chemischen Prozessen.

Viele existierenden SIMULINK und MATLAB Visualisierungsmethoden/Interaktionsmethoden sind stark mathematisch motiviert, bieten aber nicht ausreichend integrierte Mechanismen für eine simple, intuitive und erweiterbare Visualisierung im nicht mathematischen Bereich für Anwender aus anderen Fachgebieten außer der Informatik oder der Mathematik. Darüber hinaus haben Anwender aus anderen Domänen einen anderen Bedarf an Feedback aufgrund einer differenzierten Problemperspektive welche SIMULINK und MATLAB aufgrund Ihres Designs nicht abdecken kann.

Für Endbenutzer ist nicht nur die Funktionalität eines Systems und dessen Ausgaben von Bedeutung sondern auch die Möglichkeit einer intuitiven und flexiblen graphischen Interaktion. Die führende Toolkette für Visualisierung und Interaktion ist das Adobe Produktset „Adobe Flash“ mit einer Marktpenetration von 99% im Browsersektor und einer hohen Verfügbarkeit auf gängigen Plattformen.

Aufgabe:
Ziel ist es ein "Glue" Code Interface zu erstellen welches SIMULINK mit Adobe Flash integriert.

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Worst-Case Execution-Time Analysis Tool for ARM Processor

CPS: Ao.Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. Peter PUSCHNER, 31. 03. 2009

In this project students develop a worst-case execution-time analysis tool for an ARM7 micro controller board.

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Visualization of Process Synchronization

CPS: Ao.Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. Peter PUSCHNER, 30. 03. 2009

The goal of this project is to develop simulation software to illustrate the synchronization of processes via semaphores and illustrate deadlock behaviour.

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Visualization of Disk Scheduling Policies

CPS: Ao.Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. Peter PUSCHNER, 30. 03. 2009

The goal of this project is to write simulation software that illustrates the operation of different disk scheduling strategies.

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TTNoC boundary test with interleaved messages (New, exciting, and promising!)

CPS: Dipl.-Ing. Harald PAULITSCH, 12. 02. 2009

Masterarbeit ::: Seminar mit Bachelorarbeit + Projektpraktikum ::: Building on the Unique Selling Proposition of time-triggered systems, the predictability, interleave test messages with regular traffic to iteratively identify and ultimately pinpoint faulty network links.

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Design of a Repository for Embedded Real Time Applications

CPS: Sven BÜNTE, 10. 11. 2008

The FORmal Timing Analysis Suite is a framework for the validation of temporal requirements in the context of embedded real time systems. In cooperation with TU Darmstadt and partners from industry we are currently developing a tool that automatically provides timing properties for software and system architects.

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Implementation of a Measurement Framework for WCET Analysis Tools

CPS: Sven BÜNTE, 24. 04. 2008

Several processor types are used in the embedded domain, each of them demanding specific strategies to perform temporal measurements. The goal is to conveniently implement extensions of a framework that unifies some of these strategies. Strong programming skills in C++ are a requisite. Knowledge of MS Visual Studio and software engineering in general is beneficial.

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Java bytecode optimizer

CPS: Privatdoz. Dipl.-Ing. Dr.techn. Martin SCHÖBERL, 13. 03. 2006

The standard Java compiler (javac) performs no optimization at all. Optimization is postboned to the JIT compiler. For a Java processor (or an interpreting JVM) this is not an optimal solution. The idea is to implement standard compiler optimizations and processor specific optimizations at the bytecode level. See: JVM Specification, Byte Code Engineering Library and ASM

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Development of a Timing Analysis Tool for a specific Hardware Platform

CPS: Privatdoz. Dipl.-Ing. Dr.techn. Raimund KIRNER, 08. 03. 2006

The task is to develop a timing analysis tool that allows to calculate the maximum execution time of real-time programs. The part of the tool to calculate the execution time already exists. What has to be done is to add a front end that can read assembly code or object code and construct and to build a timing model for a specific processor (Motorola MC68k or PPC, ARM, ...)

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Concepts of Execution Time Analysis studied on the Linux Kernel

CPS: Privatdoz. Dipl.-Ing. Dr.techn. Raimund KIRNER, 08. 03. 2006

By using the source code of the Linux kernel one should analyse, what constructs or mechanisms could influence the timing behavior of the operating system. Optionally, the analysis could be done using Real-Time Linux as a case study.

The analysis should cover synchronisation mechanisms as well as scheduling techniques.

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Execution Time Analysis of Matlab/Simulink Programs

CPS: Privatdoz. Dipl.-Ing. Dr.techn. Raimund KIRNER, 08. 03. 2006

A tool should be developed that allows to calculate the maximum loop iteration counts of program autmatically generated from Matlab/Simulink models. The analysis is feasible, because the code generated out of Matlab/Simulink models has typically a relative simple structure.

After the loop analysis the tool should call an existing timing analysis tool to calculate the maximum execution time and map it back to blocks in Matlab/Simulink.

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