Wir bieten vielfältige Themen für Bachelor- und Masterarbeiten, sowie für das Projekt- und Forschungsmodul an; gerne auch zu unseren aktuellen Forschungsprojekten.

Bei Interesse, oder bei einem eigenen Themenvorschlag zu den Bereichen Embedded Systems und Prozessorarchitekturen, bitte direkt die Mitarbeiter des Lehrstuhls anschreiben.

Security im Bereich Embedded Systems: Seitenkanalangriffe
 

Ein Seitenkanalangriff bezeichnet eine bestimmte Klasse von Angriffen, die den Zugriff auf eigentlich geschützte Informationen ermöglichen. Hierbei werden Informationen, welche von außen wahrgenommen oder erhoben werden können, zweckentfremdet und für Angriffe ausgenutzt. Typische Seitenkanäle sind dabei die Laufzeit von Algorithmen, der Energieverbrauch bzw. die Leistungsaufnahme oder die elektro-magnetische Abstrahlung des Prozessors oder Teile davon. Mit Hilfe der gewonnenen Informationen können Rückschlüsse auf die bearbeiteten Daten oder auf Schwachstellen im System gezogen werden. Neben passiven Angriffen zur Beschaffung von Informationen werden auch aktive Varianten wie das Voltage Glitching als Seitenkanalangriffe bezeichnet. Dabei wird unter anderem die Spannungsversorgung eines Prozessors manipuliert, um Fehler in der Ausführung zu initiieren. Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung der Anfälligkeit von eingebetteten Systemen für Seitenkanalangriffe.

Das Themengebiet umfasst verschiedene Aspekte und ist je nach konkreter Aufgabenstellung für Forschungs- und Projektmodul, sowie für Bachelor- und Masterarbeit geeignet.

Erforderte Kenntnisse: Systemnahe Informatik
Betreuer: Dr.-Ing. Alexander Stegmeier, Severin Brunner

ESTHER: CTF zu Gantt Chart

Für das ESTHER Projekt verwenden wir das Echtzeitbetriebssystem Zephyr. Es exportiert die Aktivität der verschiedenen Tasks im Common Trace Format (CTF).
Für dieses Projekt soll ein grafisches Tool entwickelt werden, das die Trace Daten in einem Gantt Chart visualisiert.

Anwendern soll einerseits ein schneller Gesamtüberblick möglich sein, andererseits soll es aber auch möglich sein einzelne Tasks und kleine Zeitintervalle genauer zu untersuchen.

Hilfreich wären außerdem integrierte Analysetechniken, um beispielsweise die Periodenlänge oder die durchschnittliche Ausführungszeit der Tasks automatisch berechnen zu lassen.

Für Präsentationen, Vorträge oder Lehrveranstaltungen ist eine Exportfunktionalität gewünscht.

Dieses Projekt hat einen größeren Umfang und ist deshalb als HiWi Tätigkeit ausgeschrieben. Die Arbeit vor Ort am Roboter ist nicht notwendig.

Erforderte Kenntnisse: Einführung Embedded Systems oder Echtzeitsysteme

Betreuer: Tilmann Unte

ESTHER: LIDAR Middleware und Anwendungen (reserviert)

ESTHER verfügt über einen RPLIDAR und Treibersoftware, um damit die Umgebung abzutasten.

Allerdings entstehen dabei in kurzer Zeit sehr große Datenmengen, für die es eine geeignete Abstraktion als Middleware braucht.

Zusätzlich soll in diesem Projekt die Genauigkeit und Linearität des Sensors in der Praxis untersucht werden.

Mögliche weitere Ziele enthalten die Implementierung einer Robotikanwendung mit Unterstützung des LIDAR, wie beispielsweise Mapping oder die Unterscheidung von beweglichen und stationären Hindernissen.

Der Umfang und die Zielsetzung können individuell angepasst werden. Daher ist das Projekt grundsätzlich für Bachelor- als auch Masterstudenten geeignet.

Erforderte Kenntnisse: C Programmierung, Grundkenntnisse zu Embedded Systems

Betreuer: Tilmann Unte

ESTHER: Einsatz einer IMU zur Unterstützung der Navigation

ESTHER verfügt über eine IMU (Inertial Measurement Unit) und zugehörige Treibersoftware.

Bisher werden die Daten des Gyroskops, Magnetometers und Accelerometers noch nicht verwendet.

Ziel dieses Projekts ist es die anfallenden Daten zu filtern und zu aggregieren. So kann die Bewegung des Roboters nachvollzogen werden.

In einem weiteren Schritt sollen die Ergebnisse mit den Messwerten aus den Rotationsencodern der Motoren kombiniert werden.
Auf diese Weise können die Schwächen der beiden Ansätze ausgeglichen werden. Unter anderem kann durch die IMU der Reifenschlupf erkannt und ggf. korrigiert werden.

Der Umfang ist für eine Bachelorarbeit geeignet. Das Projekt erfordert praktische Versuche, die nur in Präsenz mit einem Roboter durchgeführt werden können.

Erforderte Kenntnisse: C Programmierung, Grundkenntnisse zu Embedded Systems

Betreuer: Tilmann Unte

Fallstudie zum hardware-nahen Aufbau eines Computersystems

Die Grundvorlesung Systemnahe Informatik vermittelt einen Querschnitt über den Aufbau eines Computersystems, angefangen bei Bits und Gattern über Prozessorarchitektur und Assembler bis hin zum Betriebssystem. Je nach betrachtetem System können Sich die Details jedoch massiv unterscheiden. In einer Fallstudie wird ein typischer Laptopcomputer näher betrachtet und die Konzepte der Vorlesung an diesem Beispiel vorgestellt.

Ziel dieses Projekts ist die Erstellung einer weiteren Fallstudie ähnlich zu der im Vorlesungsskript. Sie können sich entweder selbst ein Computersystem zum Beschreiben aussuchen oder wir werden eines zuteilen.

Diese Projekt ist entweder als Forschungsmodul oder als Bachelorarbeit empfohlen.

Erforderte Kenntnisse: Systemnahe Informatik

Betreuer: Sebastian Altmeyer

Entwicklung Eingebetteter Systeme

Im Rahmen einer Projektarbeit können Sie bei uns am Lehrstuhl Protoypen kleiner eingebetteter Systeme entwickeln und programmieren. Hierbei können Sie sich an unseren Vorschlägen orientieren oder eigene Ideen umsetzen - egal ob es sich um Smart-Home System oder ein autonomes Fahrzeug handelt. Wir stellen Ihnen hierzu das notwendige Material und die technische Unterstützung (soweit diese in einem vernünftigen Rahmen bleiben).

Die reine Implementation eines Systems ist nur als Forschungs- oder Praxismodul geeignet. Für eine Bachelor- oder eine Masterarbeit müssen zusätzliche Vorraussetzungen erfüllt sein, wie zum Beispiel besondere Anforderungen an das extra-funktionale Verhalten oder Forschungsfragen im Zusammenhang mit der Entwicklung des Systems.

Erforderte Kenntnisse: Systemnahe Informatik
Betreuer: Sebastian Altmeyer

Studie zur Verbreitung Eingebetteter Systeme im Alltag

Eingebettete Computersysteme spielen für unseren Alltag eine immer größere Rolle. Egal ob unterwegs in Automobilen und Zügen, Zuhause im Smart-Home oder mobil in Form eines Handys oder einer Smart-Watch.

Ziel dieser Arbeit ist eine Auflistung und Klassifikation der alltäglichen eingebetteten Systeme. Zudem sollen für einzelne der Aufgelisteten Systeme noch eine Beschreibung der extra-funktionalen Eigenschaften erfolgen.

Diese Projekt ist entweder als Forschungsmodul oder als Bachelorarbeit empfohlen.

Erforderte Kenntnisse: Systemnahe Informatik und Einführung Eingebettete Systeme
Betreuer: Sebastian Altmeyer