Prof. Dr.-Ing. Stefan Butzmann

Ramazan Aktürk

Entwicklung eines FPGA-basierten Fehlerinjektions-Moduls für ein Error-in-the-Loop-System zur Manipulation digitaler Busssignale

Mit am Lehrstuhl für Sensorik und messtechnische Systeme entwickelten Error-in-the-Loop (EiL)-Systemen können elektronische Schaltungen auf Funktionale Sicherheit überprüft werden. Um schwer zu modellierende, digitale Komponenten hochkomplexer Systeme in der Analyse berücksichtigen zu können, werden diese mit einem Hardware-in-the-Loop-Ansatz untersucht. Die Fehlerinjektion in der realen Hardware wird dabei in Fehlerinjektionsmodulen realisiert, die in die Signalpfade im zu untersuchenden System eingreifen.

Eine typische Verwendung dieser Module bei der Untersuchung digitaler Schaltungen ist die Manipulation von Bussignalen. Vorherige Arbeiten auf diesem Gebiet haben gezeigt, dass Microcontroller-basierte Lösungen hierfür aufgrund von prinzipbedingten Nachteilen in der Verarbeitungsgeschwindigkeit im Allgemeinen nicht geeignet sind.

Für dieses System soll im Rahmen dieser Arbeit daher ein neues Modul entwickelt werden. Das Modul soll durch die Verwendung eines Field-Programmable-Gate-Arrays (FPGA) für die Manipulation schnell getakteter Bussignale geeignet sein. Das zu entwickelnde System soll nach dem Vorbild bestehender Module entworfen werden und in das Gesamtsystem integriert werden.

Dazu sind u.a. folgende Punkte zu bearbeiten:

  • Untersuchung verschiedener Konzepte zur Realisierung der beschriebenen Anforderungen
  • Auswahl geeigneter Komponenten, Entwicklung der Schaltpläne und Erstellung eines Platinenlayouts
  • Inbetriebnahme und Test des Systems
  • Programmierung der Schnittstelle und Anpassungen an die am Lehrstuhl vorhandene Hard- und Software
  • Demonstration des Systems an einem zu definierenden Beispiel
  • Schriftliche Dokumentation der Ergebnisse und Präsentation in einem Seminarvortrag

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