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Implementierung realzeitfähiger Signalverarbeitungssysteme

Modulbezeichnung:
Bezeichnung des Moduls innerhalb des Studiengangs. Sie soll eine präzise und verständliche Überschrift des Modulinhalts darstellen.
Implementierung realzeitfähiger Signalverarbeitungssysteme
Studiengang:
Studiengang mit Beginn der Gültigkeit der betreffenden ASPO-Anlage/Studienordnung des Studiengangs, in dem dieses Modul zum Studienprogramm gehört (=Start der ersten Erstsemester-Kohorte, die nach dieser Ordnung studiert).
Elektro- und Informationstechnik, Master, ASPO 01.04.2019
Code: E2925
SAP-Submodul-Nr.:
Die Prüfungsverwaltung mittels SAP-SLCM vergibt für jede Prüfungsart in einem Modul eine SAP-Submodul-Nr (= P-Nummer). Gleiche Module in unterschiedlichen Studiengängen haben bei gleicher Prüfungsart die gleiche SAP-Submodul-Nr..
P211-0268
SWS/Lehrform:
Die Anzahl der Semesterwochenstunden (SWS) wird als Zusammensetzung von Vorlesungsstunden (V), Übungsstunden (U), Praktikumsstunden (P) oder Projektarbeitsstunden (PA) angegeben. Beispielsweise besteht eine Veranstaltung der Form 2V+2U aus 2 Vorlesungsstunden und 2 Übungsstunden pro Woche.
2PA+2S (4 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte:
Die Anzahl der Punkte nach ECTS (Leistungspunkte, Kreditpunkte), die dem Studierenden bei erfolgreicher Ableistung des Moduls gutgeschrieben werden. Die ECTS-Punkte entscheiden über die Gewichtung des Fachs bei der Berechnung der Durchschnittsnote im Abschlusszeugnis. Jedem ECTS-Punkt entsprechen 30 studentische Arbeitsstunden (Anwesenheit, Vor- und Nachbereitung, Prüfungsvorbereitung, ggfs. Zeit zur Bearbeitung eines Projekts), verteilt über die gesamte Zeit des Semesters (26 Wochen).
5
Studiensemester: 2
Pflichtfach: nein
Arbeitssprache:
Deutsch
Prüfungsart:
Seminarvortrag (50%), Ausarbeitung (50%)

[letzte Änderung 31.03.2019]
Verwendbarkeit / Zuordnung zum Curriculum:
Alle Studienprogramme, die das Modul enthalten mit Jahresangabe der entsprechenden Studienordnung / ASPO-Anlage.

E2925 (P211-0268) Elektro- und Informationstechnik, Master, ASPO 01.04.2019 , 2. Semester, Wahlpflichtfach, technisch
Arbeitsaufwand:
Der Arbeitsaufwand des Studierenden, der für das erfolgreiche Absolvieren eines Moduls notwendig ist, ergibt sich aus den ECTS-Punkten. Jeder ECTS-Punkt steht in der Regel für 30 Arbeitsstunden. Die Arbeitsstunden umfassen Präsenzzeit (in den Vorlesungswochen), Vor- und Nachbereitung der Vorlesung, ggfs. Abfassung einer Projektarbeit und die Vorbereitung auf die Prüfung.

Die ECTS beziehen sich auf die gesamte formale Semesterdauer (01.04.-30.09. im Sommersemester, 01.10.-31.03. im Wintersemester).
Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst bei 15 Semesterwochen 60 Veranstaltungsstunden (= 45 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 5 Creditpoints 150 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 105 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
Keine.
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
Modulverantwortung:
Prof. Dr. Martin Buchholz
Dozent/innen: Prof. Dr. Martin Buchholz

[letzte Änderung 10.09.2018]
Lernziele:
Nach erfolgreichem Abschluss dieses Moduls
-         Ist der Studierende in der Lage eigenständig komplexe Algorithmen der Bild- und Signalverarbeitung in programmierbare Hardware (FPGA) zu implementieren und somit eine Echtzeit Abarbeitung der Algorithmen zu garantieren.
-         Der Studierende kennt den Design Flow der FPGA Implementierung, er erzeugt RTL Code (VHDL oder Verilog),  synthetisiert diesen und platziert  mittels geeigneter EDA Tools die entstandene Gatterliste in einem FPGA und verdrahtet sie (Place & Route).
- Er weiß mit den in der Industrie eingesetzten Entwicklungswerkzeugen umzugehen, da er mit der verfügbaren neuesten Hardware und Software eines FPGA Herstellers ein eigenes Projekt umsetzt.
-         Der Studierende kann die erfolgreiche Implementierung der Algorithmen messtechnisch verifizieren, in regelmäßig stattfindenden Seminarsitzungen vorstellen, erläutern  und dokumentieren.
Der Studierende lernt  aus einem digitalisierten Bild Objektmerkmale zu extrahieren, um Objekte erkennen zu können

[letzte Änderung 15.04.2019]
Inhalt:
1. Einführung in programmierbare Hardware (FPGA)
2. Rechnergestützte Echtzeit-Realisierung programmierbarer Hardware
3. Entwicklungs-Prozess mit EDA Tools:
- RTL Generierung
- Synthese
- Place & Route
- Timing Analyse
- Debugging
4. Grundlagen der Bildverarbeitung
5. Bildaufnahme und aufbereitung
6. Merkmalsextraktion
7. Bildanalyse
8. Realisierung eines ausgewählten Algorithmus
9. Test der Implementierung
10. Dokumentatio

[letzte Änderung 15.04.2019]
Weitere Lehrmethoden und Medien:
Skript, Beamer, EDA Simulations-Tools, Laborarbeit mit vorhandenen FPGA Entwicklungsboards

[letzte Änderung 31.03.2019]
Literatur:
Gonzalez, Rafael C.; Woods, Richard E.: Digital Image Processing, Pearson, (akt. Aufl.)
Jähne, Bernd: Digitale Bildverarbeitung, Springer, 2006
Velten, Jörg: Hardwareoptimierte Verfahren für realzeitfähige Bilderkennungssysteme, Der Andere Verlag, 2003, ISBN 978-3899590487
Wolf, Wayne: FPGA Based System Design, Prentice Hall, (akt. Aufl.)

[letzte Änderung 15.04.2019]
 
[Sat Apr 20 11:01:28 CEST 2024, CKEY=emE2925, BKEY=eim, CID=E2925, LANGUAGE=de, DATE=20.04.2024]