Informationstechnik
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Laborpraktikum Bild- und Videosignalverarbeitung auf eingebetteten Plattformen [PrBiViP(RZ)] -
- Dozentinnen/Dozenten:
- Jürgen Seiler, Viktoria Heimann
- Angaben:
- Praktikum, Schein, ECTS: 2,5, nur Fachstudium
- Termine:
- Do, 14:00 - 18:00, 06.021
- Studienrichtungen / Studienfächer:
- WPF WING-MA-ET-IT 1-2
WPF WING-MA-ET-IT ab 1
- Inhalt:
- Betrachtet man Anwendungen der Bild- und Videosignalverarbeitung stellt man fest, dass viele davon auf mobilen Plattformen ablaufen. Die dort verwendeten Systeme haben aber häufig nur eine reduzierte Leistungsfähigkeit und müssen besonders auf den Energieverbrauch achten. Nichtsdestotrotz sind aber auch einfache, mobile Systeme wie Smartphones oder Tablets in der Lage, anspruchsvolle Signalverarbeitungsaufgaben für Bild- und Videosignale durchzuführen. Dies umfasst zum Beispiel die Codierung von Bildern und Videos, aber auch die Erzeugung von Panoramen oder die Berechnung von Bildern mit hohem Dynamikumfang.
Das Praktikum „Bild- und Videosignalverarbeitung auf eingebetteten Plattformen" soll die Herausforderung, die mit einer Verarbeitung dieser Signale auf eingebetteten Plattformen einhergehen genauer vermitteln und es wird aufgezeigt, wie man selbst auf Plattformen mit eingeschränkter Leistungsfähigkeit entsprechende Algorithmen umsetzen kann. Hierzu werden in dem Praktikum Raspberry Pis als Plattform verwendet und die Programmierung erfolgt in Python.
Die Versuche umfassen den Aufbau und die Inbetriebnahme der eingebetteten Plattform, eine Einführung in Python und in die grundlegenden Prozesse der Bild- und Videosignalverarbeitung. Weitere Versuchsinhalte sind die Anbindung einer Kamera, Bildsignalverarbeitungsprozesse mit der Kamera und die Implementierung verschiedener digitaler Filter. Das Praktikum beinhaltet außerdem verschiedene Anwendungen computergestützten Sehens (Computer Vision). Die Detektion von Merkmalen und Objekten in Bildern und Videos werden einführend behandelt und aktuelle Computer Vision Anwendungen, wie die Erstellung eines Panoramas werden betrachtet.
(erwartete Hörerzahl original: 20, fixe Veranstaltung: nein)
- Empfohlene Literatur:
- Das Praktikumsskript "Image and video signal processing on embedded platforms” wird am ersten Termin ausgegeben.
Zusätzliche Literatur:
J. E. Solem, Programming Computer Vision with Python. O´Reilly and Associates, 2012
J. R. Parker, Algorithms for Image Processing and Computer Vision. USA, Indianapolis: Wiley, 210
R. Szeliski, Computer Vision: Algorithms and Applications. Berlin: Springer, 2010
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Laborpraktikum Digitale Signalverarbeitung [PrDSV(RZ)] -
- Dozentinnen/Dozenten:
- Heinrich Löllmann, Matthias Kreuzer
- Angaben:
- Praktikum, 2 SWS, Schein, nur Fachstudium, The course will be offered on Thursday morning (8:30-12:30) and Friday afternoon (14:00-18:00).
- Termine:
- Fr, 14:00 - 18:00, 06.021
Do, 8:30 - 12:30, 06.021
The exact dates and format will be announced in due time.
- Studienrichtungen / Studienfächer:
- WPF WING-MA-ET-IT 1-2
- Voraussetzungen / Organisatorisches:
- Systemtheorie,
Digitale Signalverarbeitung
- Inhalt:
- In diesem Laborpraktikum wird die Theorie aus der Vorlesung Digitale Signalverarbeitung in der Praxis angewandt, unter Verwendung der Programmierumgebung MATLAB. Die behandelten Themen umfassen Quantisierung, Spektralanalyse, FIR- und IIR-Filterentwurf, Filterbänke, sowie adaptive Filter.
Das Praktikum besteht aus 5 Versuchsterminen, an denen die Teilnehmer in Zweiergruppen Programmieraufgaben lösen, und einem 5-tägigen Block, in dem jede Gruppe ein individuelles Projekt aus dem Bereich der Digitalen Signalverarbeitung bearbeitet.
Zu Beginn jedes Versuchs wird der Stand der Vorbereitung, sowie die Versuchsergebnisse des vergangenen Termins in einem schriftlichen Testat geprüft. Für das Bestehen des Praktikums ist eine Mindestpunktzahl aus den Testaten und dem Blockpraktikum nötig.
Das Praktikum erfordert vorhandene MATLAB-Programmierkenntnisse. Es ist möglich, das Praktikum parallel zur Vorlesung Digitale Signalverarbeitung zu besuchen, allerdings ist es dazu notwendig, die jeweiligen Vorlesungsinhalte vor dem Praktikumstermin zu wiederholen, und an Übung und Tutorium teilzunehmen.
(erwartete Hörerzahl original: 30, fixe Veranstaltung: nein)
- Empfohlene Literatur:
- Das Skriptum ‚Digital Signal Processing Laboratory‘ wird in der Einführungsveranstaltung ausgegeben.
- Schlagwörter:
- DSP
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Praktikum Digitaler ASIC-Entwurf (Blockpraktikum) -
- Dozent/in:
- Jürgen Frickel
- Angaben:
- Praktikum, 3 SWS, Schein, ECTS: 2,5, nur Fachstudium, Das Praktikum findet in Präsenz statt. • Bitte Voraussetzungen beachten! •
- Termine:
- Blockveranstaltung 27.2.2023-3.3.2023 Mo-Fr, 9:00 - 17:00, P1 LIKE, S1 LIKE
Präsenz
- Studienrichtungen / Studienfächer:
- WPF WING-MA-ET-IT 1-3
- Voraussetzungen / Organisatorisches:
- Voraussetzungen (WICHTIG, bitte lesen!):
Digitaltechnik (oder ähnliche LV, z.B. TI-1)
Vorheriger Besuch der LV "Hardware-Beschreibungssprache VHDL" am LIKE oder alternativ: Nachgewiesene gute Kenntnisse bzw. praktische Erfahrungen in VHDL z.B. aus beruflicher Tätigkeit/anderer LV (bereits bei Anmeldung unaufgefordert eine E-Mail mit kurzer Darstellung der VHDL-Kenntnisse an juergen.frickel@fau.de senden)
- Inhalt:
- In diesem Praktikum wird in Gruppenarbeit eine komplexe digitale Schaltung (>100k Gatteräquivalente) entworfen.
Hierzu müssen die Teilnehmer zu Beginn eine vorgegebene Systemspezifikation verbessern und verfeinern, das zu entwerfende System partitionieren und auf Module aufteilen.
Die in der Hardware-Beschreibungssprache VHDL entworfenen Module können dann mit Hilfe von Entwurfswerkzeugen (XILINX Vivado, o.ä.) spezifiziert, simuliert, verifiziert und abschließend für die Ziel-Hardware synthetisiert werden. Hierbei ist außer der Schnittstellenproblematik auch der Aspekt des simulations- und testfreundlichen Entwurfs zu beachten. Mit einer vorhandenen FPGA-Testumgebung (Evaluation/Education Board) wird der Funktions- und Systemtest auf realer Hardware durchgeführt.
Nach der Zusammenschaltung aller Module erfolgt eine abschließende Simulation und Bewertung (Größe, Geschwindigkeit, Funktionsumfang, etc.) der Schaltung. Aktuelles Entwurfsziel: VGA-Schnittstelle + graphisches Spiel (z.B. Fahrsimulator, Jump-and-Run, etc.) StudOn [https://www.studon.fau.de/crs3683449.html]
(erwartete Hörerzahl original: 16, fixe Veranstaltung: nein)
- Empfohlene Literatur:
- Lehmann G.; Wunder B.; Selz M.: Schaltungsdesign mit VHDL.
Poing Franzis 1994
Bleck Andreas: Praktikum des modernen VLSI-Entwurfs. Stuttgart
Teubner 1996
- Schlagwörter:
- Digital IC Entwurf ASIC CMOS Standardzellen VHDL Synthese Modellierung Systementwurf Partitionierung Simulation Layout
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Praktikum Eingebettete Mikrocontroller-Systeme (Blockpraktikum) [PEMSy-B(RZ)] -
- Dozent/in:
- Sebastian Klob
- Angaben:
- Praktikum, 3 SWS, Schein, ECTS: 2,5, nur Fachstudium, Das Praktikum findet in Präsenz statt. Die Teilnahme an der Vorbesprechung ist verpflichtend. Abwesenheit wird als Absage gewertet.
- Termine:
- 10:00 - 17:00, P2 LIKE, P1 LIKE
Präsenz. 2-wöchiges Blockpraktikum in der vorlesungsfreien Zeit; 2 Kurse zu 12 Personen
- Studienrichtungen / Studienfächer:
- WPF WING-MA-ET-IT 1-3
- Voraussetzungen / Organisatorisches:
- 2-wöchiges Blockpraktikum in der vorlesungsfreien Zeit, Praktikumsraum P2 LIKE, 10-17 Uhr:
Vorbesprechung: , 14 - 15 Uhr, Raum P2
Anmeldung über StudOn:
Es gibt eine Warteliste für die Teilnehmer. Voraussetzungen für die Teilnahme sind:
Die Beherrschung der Inhalte von Lehrveranstaltungen in einem ingenieurwissenschaftlichen Grundstudium, die in die Grundlagen der Informatik und Elektrotechnik einführen
Kenntnisse in der Programmiersprache C
Grundverständnis von Boole'schen Operationen
Englischkenntnisse
Deutschkentnisse
Studierende einer technischen Fachrichtung erfüllen diese Voraussetzungen in der Regel mit dem Vordiplom / Bachelorabschluss. Organisatorisches
Das Praktikum wird begleitend zum Semester und in der vorlesungsfreien Zeit als Blockpraktikum durchgeführt.
Nach der Anmeldung findet zunächst eine Vorbesprechung statt. Die Teilnahme an dieser ist obligatorisch, wie auch an allen Tagen des Praktikums. Die Termine für die Anmeldung und die Vorbesprechung werden auf dieser Seite und im Univis bekannt gegeben. Für den Kurs während des Semesters und die Kurse während der Semesterferien gibt es jeweils eine eigene Einschreibung und Vorbesprechung (zu Beginn des Semesters, vor Beginn der Semesterferien).
Bei Fragen: mailto:like-pemsy@fau.de StudOn https://www.studon.fau.de/crs2702307.html
- Inhalt:
- Mikrocontroller AVR ATmega32:
Strukturelemente
Speichermodell
RISC-/Harvard-Architektur
On-Chip-Peripherie
Fuse- und Lock-Bits
Interruptsteuerung
Zeitverhalten
InterfacingEntwicklungsumgebung für Mikrocontroller:
Software-Entwicklung unter Linux
Eclipse und AVR-Libraries
Codeerzeugung und Dateiformate Kommunikationsschnittstellen:
Synchrone serielle Datenübertragung (SPI)
Duplex parallele Datenübertragung (Bus)
Multiplex parallele Datenübertragung (Bus)
Asynchrone serielle Datenübertragung (UART)
Debug-Wire/JTAG (Extern) Kommunikationsprotokolle:
LCD Controller HD44780
Netzprotokolle zB. Continous-/Packetmodi
Weitere Inhalte
Löttechnik (RoHS-konform)
Debugging Mikrocontroller
Stromsparmechanismen
Pulsweitenmodulation
Analog-/Digitalwandlung
Zustandsautomaten
Modulationsarten
Spektrale Effizienz
(erwartete Hörerzahl original: 12, fixe Veranstaltung: nein)
- Empfohlene Literatur:
- Kernighan / Ritchie: The C Programming Language
- Schlagwörter:
- Eingebettete Systeme, Mikrocontroller
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Praktikum Eingebettete Mikrocontroller-Systeme (semesterbegleitend) -
- Dozent/in:
- Sebastian Klob
- Angaben:
- Praktikum, 3 SWS, Schein, ECTS: 2,5, nur Fachstudium, Das Praktikum findet in Präsenz statt. Die Teilnahme an der Vorbesprechung ist verpflichtend. Abwesenheit wird als Absage gewertet.
- Termine:
- Di, 13:00 - 17:00, P2 LIKE
Präsenz // Vorbesprechung findet per Zoom statt ->
- Studienrichtungen / Studienfächer:
- WPF WING-MA-ET-IT 1-3
- Voraussetzungen / Organisatorisches:
- Anmeldung über StudOn:
Es gibt eine Warteliste für die Teilnehmer.
Vorbesprechung: per Zoom Anwesenheit bei der Vorbesprechung ist verpflichtend. StudOn https://www.studon.fau.de/crs2702306.html
- Inhalt:
- Mikrocontroller AVR ATmega32:
Strukturelemente
Speichermodell
RISC-/Harvard-Architektur
On-Chip-Peripherie
Fuse- und Lock-Bits
Interruptsteuerung
Zeitverhalten
InterfacingEntwicklungsumgebung für Mikrocontroller:
Software-Entwicklung unter Linux
Eclipse und AVR-Libraries
Codeerzeugung und Dateiformate Kommunikationsschnittstellen:
Synchrone serielle Datenübertragung (SPI)
Duplex parallele Datenübertragung (Bus)
Multiplex parallele Datenübertragung (Bus)
Asynchrone serielle Datenübertragung (UART)
Debug-Wire/JTAG (Extern) Kommunikationsprotokolle:
LCD Controller HD44780
Netzprotokolle zB. Continous-/Packetmodi
Weitere Inhalte
Löttechnik (RoHS-konform)
Debugging Mikrocontroller
Stromsparmechanismen
Pulsweitenmodulation
Analog-/Digitalwandlung
Zustandsautomaten
Modulationsarten
Spektrale Effizienz
(erwartete Hörerzahl original: 12, fixe Veranstaltung: nein)
- Schlagwörter:
- Eingebettete Systeme, Mikrocontroller
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Praktikum Entwurf Integrierter Schaltungen I -
- Dozentinnen/Dozenten:
- Florian Deeg, Tobias Rumpel
- Angaben:
- Praktikum, 2 SWS, ECTS: 2,5, nur Fachstudium
- Termine:
- Zeit n.V., KR 01.025
- Studienrichtungen / Studienfächer:
- WPF WING-MA-ET-IT ab 1
- Voraussetzungen / Organisatorisches:
- Voraussetzung: Paralleler Besuch V+Ü Entwurf Integrierter Schaltungen I
- Inhalt:
- Einführung in Cadence
Erstellung einer einfachen Schaltung (z.B. Inverter) in Schematic
Untersuchung dieser Schaltung
Erstellung bzw. Extrahierung der Netzliste
(erwartete Hörerzahl original: 10, fixe Veranstaltung: nein)
- Schlagwörter:
- Full Custom Layout, digitaler IC-Entwurf, ASIC, CMOS, Modellierung, Dimensionierung, Simulation
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Praktikum Roboternavigation [RoboNav-Pra(RZ)] -
- Dozentinnen/Dozenten:
- Adam Kalisz, Jörn Thielecke, Lukas Meyer
- Angaben:
- Praktikum, 3 SWS, Schein, ECTS: 2,5, nur Fachstudium, geeignet als Schlüsselqualifikation
- Termine:
- Fr, 9:00 - 13:00, P1 LIKE
Vorbesprechung für das Seminar und Praktikum finden gleichzeitig statt. Vorbesprechung ist verpflichtend ->
- Studienrichtungen / Studienfächer:
- WPF WING-MA-ET-IT 1-3
- Voraussetzungen / Organisatorisches:
- Vorbesprechung: , über Zoom (Link tdb)
Die Vorlesung Integrierte Navigationssysteme (NavSys) wird sehr empfohlen.
Im WS bietet sich eine Kombination mit dem Seminar Roboternavigation an, ist aber nicht zwingend. Ablauf des Praktikums
10 Versuche semesterbegleitend wöchentlich 1. Einrichtung der Umgebung mit Ubuntu, ROS und Simulatoren
2. Laserscanner - Lokalisierung
3. 3D Kamera - Lokalisierung
4. Gestendetektion und -steuerung
5. Lokalisierung mittels WLAN Fingerprinting
6. Sensordatenfusion mit einem Kalmanfilter
7. Planung der Fahrspur und Navigation
8. Regelung der Geschwindigkeit und Lenkung
9. Zusammensetzen der Komponenten zu einem Gesamtsystem
10. Umsetzung auf einer realen Roboterplattform
- Inhalt:
- Mobile, autonome Roboter sind dabei, die Welt nachhaltig zu prägen und zu verändern. In den Megatrends der Globalisierung und der Mobilität sind sie ein ebenso wesentlicher Bestandteil wie die Digitalisierung. Der selbständige Rasenmäher oder Staubsauger sind die ersten schon auf dem Markt befindlichen Anwendungen. In Zukunft ist weder eine Industrie 4.0 ohne autonome Roboter noch eine Mobilität ohne selbstfahrende Autos und Züge denkbar.
Unverzichtbare Voraussetzung jedes mobilen Robotersystems ist die Navigation. Im Rahmen dieses Moduls werden die Grundlagen der Roboternavigation aus dem Blickwinkel der Algorithmen (Koordinaten-Transformationen, Zeitsynchronisation, Pfadplanung, Sensordatenfusion, Regelung) und der Sensorik (Inertialsensoren, Odometrie, GPS, Laserscanner, (3D-)Kameras) näher untersucht. Dabei stehen nicht nur theoretische Überlegungen im Vordergrund, sondern auch die Anwendungen in aktuellen und zukünftigen Systemen.
Im Praktikum Roboternavigation werden die grundlegenden Sensoren und Konzepte implementiert und können anhand von Simulatoren und einer Roboterplattform nachvollzogen werden. Die Lokalisierung anhand visueller Sensoren erfolgt in zwei Versuchen durch die Verarbeitung von Messungen eines Laserscanner und durch einfache Bildverarbeitung von 3D-Bildern einer Asus Xtion Kamera. Als Funkortungssystem wird ein Fingerabdruckverfahren mit WLAN-Feldstärken betrachtet. Schließlich werden unterschiedliche Messungen durch ein Kalmanfilter zu einer Positionsschätzung fusioniert. Die Steuerung eines Roboters anhand von Gesten und selbstständiges Planen eines Weges sowie Folgen dieses Pfads über Regelkreise sind Themen dreier weiterer Versuche. Schließlich soll mit den zusammengesetzten Komponenten eine einfache Navigationsaufgabe erst im Simulator und anschließend mit einem realen Roboter gelöst werden.Demoprojekt zum besseren Verständnis, was für Anforderungen auf sie im Praktikum hinzukommt:
https://www.studon.fau.de/studon/goto.php?target=grp_1947253 (erwartete Hörerzahl original: 16, fixe Veranstaltung: nein)
- Empfohlene Literatur:
- Skriptum zur Lehrveranstaltung
- Schlagwörter:
- Navigation, Ortsbestimmung
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Praktikum für systematischen Entwurf programmierbarer Logikbausteine -
- Dozent/in:
- Torsten Reißland
- Angaben:
- Praktikum, 3 SWS, Schein, ECTS: 2,5, 1-wöchiges Blockpraktikum
- Termine:
- 1-wöchiges Blockpraktikum
- Studienrichtungen / Studienfächer:
- WPF WING-MA-ET-IT 1-3
- Voraussetzungen / Organisatorisches:
- Vorkenntnisse: Grundlagen digitaler Schaltungen
- Inhalt:
- Schaltungen: 7-Segment-Decoder, Multiplexer, Zähler
Eingabe: Fuse-map, VHDL, Zustandsdiagramm, Schaltplan, Bibliothek
Bausteine: PLDs, FPGAs
Versuchsinhalte: Schaltnetze, Multiplex-Anzeige, Stoppuhr
In System Programming (isp)
(erwartete Hörerzahl original: 20, fixe Veranstaltung: nein)
- Empfohlene Literatur:
- Tietze/Schenk: Halbleiter-Schaltungstechnik, Springer Verlag
- Schlagwörter:
- Digitale Schaltungen, Schaltnetze, Schaltwerke, PLD, FPGA, VHDL, Altera, Simulation
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Analoge elektronische Systeme [VORL AES(A)] -
- Dozentinnen/Dozenten:
- Robert Weigel, Torsten Reißland
- Angaben:
- Vorlesung, 3 SWS, benoteter Schein, ECTS: 5, nur Fachstudium
- Termine:
- Mi, 8:15 - 11:45, H15
Diese Lehrveranstaltung findet im WS21/22 voraussichtlich in Präsenz statt. Die aktuelle Terminplanung zu Vorlesung und Übung ist im zugehörigen studon-Kurs einsehbar!
- Studienrichtungen / Studienfächer:
- WPF WING-MA-ET-IT 1-3
- Inhalt:
- Feldeffekttransistor
Verstärker, Leistungsverstärker
Nichtlinearität und Verzerrung
Filtertheorie
Realisierung von Filtern
Intrinsisches Rauschen (Konzepte)
Physikalische Rauschursachen
Rauschparameter
Mischer
Oszillatoren
Phasenregelschleifen (PLLs)
(automatisch geplant, erwartete Hörerzahl original: 47, fixe Veranstaltung: nein)
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Ausgewählte Kapitel der Audiodatenreduktion [AKADR(A)] -
- Dozent/in:
- Jürgen Herre
- Angaben:
- Vorlesung, 2 SWS, benoteter Schein, ECTS: 2,5, nur Fachstudium
- Termine:
- jede 2. Woche Mi, 12:15 - 15:30, 3R4.04
- Studienrichtungen / Studienfächer:
- WPF WING-MA-ET-IT 1-4
- Voraussetzungen / Organisatorisches:
- Signale und Systeme I & II
Multimediakommunikation
- Inhalt:
- Gehörangepasste Audiocodierung findet sich überall im modernen Leben (mp3-Player, Handys, DVD-Player, Computer, ...). Aufbauend auf anderen Veranstaltungen (insbes. "Sprach- und Audiosignalverarbeitung") vertieft diese Vorlesung das Verständnis moderner Algorithmen zur gehörangepassten Audioquellcodierung.
Die Vorlesung bietet einen Überblick über die wichtigsten standardisierten Verfahren, angefangen von MPEG-1 (incl. mp3) über MPEG-4 bis hin zu den aktuellsten MPEG Audio Standards. Die wesentlichen Algorithmen werden in ihrer Funktionsweise erläutert, neuartige Ansätze werden vorgestellt. Die ausgewählten Themenschwerpunkte sind u.a.
• Effiziente Codierung mehrerer Audiokanäle / parametrische
Multikanalcodierung
• Typische Codierverzerrungen; subjektive und objektive
Qualitätsbeurteilung
• Skalierbare Audiocodierung
• Bandbreitenerweiterung
• Halbparametrische Audiocodierung
• Verzögerungsarme Audiocodierung Die Lehrinhalte werden mit einer Reihe von Demonstrationen und Hörbeispielen illustriert.
Für die Online-Übertragung sind gute Kopfhörer (Stereo) erforderlich.
(automatisch geplant, erwartete Hörerzahl original: 16, fixe Veranstaltung: nein)
- Schlagwörter:
- AudioLabs MP3 AAC Audiocodierung Audiokodierung "Perceptual Audio Coding" "Low Bitrate Audio Coding"
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Entwurf Integrierter Schaltungen I [EIS I(A)] -
- Dozent/in:
- Sebastian M. Sattler
- Angaben:
- Vorlesung, 2 SWS, Kredit: 4/4, ECTS: 5, nur Fachstudium
- Termine:
- Di, 10:15 - 11:45, SR 01.030
Röthelheim-Campus, Paul-Gordan-Str. 5, LZS
- Studienrichtungen / Studienfächer:
- WPF WING-MA-ET-IT 1-3
- Voraussetzungen / Organisatorisches:
- Erlaubte Hilfsmittel bei Prüfungen:
- Inhalt:
- Die Vorlesung führt in die Grundlagen des integrierten digitalen Schaltungsentwurfes auf Basis von CMOS ein. Ausgehend vom MOS Transistor wird die Complementäre Logik erklärt und auf gängige statische und dynamische Schaltelemente und Ihre Erweiterungen auf hochintegrierte Schaltungen bis 0.13µm eingegangen.
Digitaler IC Entwurf für Deep Submicron
MOS Transistor
Herstellung, Layout und Simulation
MOS Inverterschaltung
Statische CMOS Gatter-Schaltungen
Entwurf von Logik mit hoher Schaltrate
Transfer-Gatter und dynamische Logik
Entwurf von Speichern
Zusätzliche Themen des Speicherentwurfs
(automatisch geplant, erwartete Hörerzahl original: 42, fixe Veranstaltung: nein)
- Empfohlene Literatur:
- Literatur: D. A. Hodges, H. G. Jackson, R. A. Saleh, Analysis and Design of Digital Integrated Circuits, McGraw-Hill, 3rd Ed 2004
- Schlagwörter:
- Entwurf, Mikroelektronik, integrierte Schaltung, IC, Transistor, CMOS, Layout, Simulation, Speicher, Leitung, Entwurfsautomatisierung
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Equalization and Adaptive Systems for Digital Communications [E AS DÜ(A)] -
- Dozent/in:
- Wolfgang Gerstacker
- Angaben:
- Vorlesung, 2 SWS, benoteter Schein, ECTS: 2,5
- Termine:
- Do, 12:15 - 13:45, 05.025
This lecture will start as an Online course (live Zoom session during time slot indicated before and recordings). Please see StudOn page of course for details.
- Studienrichtungen / Studienfächer:
- WPF WING-MA-ET-IT 1-3
- Voraussetzungen / Organisatorisches:
- Die Vorlesung wendet sich vor allem an Studenten der höheren Semester. Kenntnisse der Vorlesungen Systemtheorie und Digitale Signalverarbeitung, sowie entweder der Vorlesung
Nachrichtenübertragung oder Digitale Übertragung, sind für die Teilnahme hilfreich.
- Inhalt:
- Bei der digitalen Übertragung spielen Kanalverzerrungen aufgrund ständig steigender Datenraten eine immer grössere Rolle. Bei vielen Anwendungen müssen für eine zuverlässige Übertragung
komplexe Entzerrverfahren eingesetzt werden. Dies gilt sowohl für die leitungsgebundene als auch die drahtlose Kommunikation. Z.B. werden in der xDSL-Systemfamilie (Digital Subscriber Lines),
die eine schnelle digitale Übertragung über Ortsanschlussleitungen gewährleistet, oft entscheidungsrückgekoppelte Entzerrverfahren oder Vorcodierungsverfahren eingesetzt und beim
Mobilfunkstandard GSM und seiner Weiterentwicklung EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution) Maximum-Likelihood-Sequenzschätzung bzw. zustandsreduzierte Entzerrung. Eng im
Zusammenhang mit der eigentlichen Entzerrung stehen Adaptionsverfahren, mit denen die Parameter des Entzerrers optimal an den Übertragungskanal angepasst werden können.
Lernziel:
Ziel der Vorlesung ist eine umfassende Darstellung gebräuchlicher Entzerrungs- und Adaptionsverfahren. Den Teilnehmern sollen fundierte Kenntnisse der verschiedenen Verfahren vermittelt
werden, die sie zu deren sinnvollem Einsatz in der Praxis befähigen.
(automatisch geplant, erwartete Hörerzahl original: 15, fixe Veranstaltung: nein)
- Empfohlene Literatur:
- Gerstacker, W.: Skriptum zur Vorlesung Entzerrung und adaptive Systeme in der digitalen Übertragung.
Huber, J.: Trelliscodierung, Springer Verlag, Berlin, 1992.
Benedetto, S., Biglieri, E.: Principles of Digital Transmission with Wireless Applications, Kluwer Academic Publishers, New York, 1999.Proakis, J. G.: Digital Communications. McGraw-Hill, New York, 3. ed., 1995.
Haykin, S.: Adaptive Filter Theory, Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ, 3. ed., 1996.
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Information Theory and Coding [ITC(A)] -
- Dozent/in:
- Ralf Müller
- Angaben:
- Vorlesung, 3 SWS, ECTS: 5, nur Fachstudium
- Termine:
- Mo, 10:15 - 11:45, KS I
Mi, 16:15 - 17:45, H6
- Studienrichtungen / Studienfächer:
- WPF WING-MA-ET-IT 1-3
- Inhalt:
- Introduction to coding and information theory (binomial distribution, (7,4)-Hamming code, parity-check matrix, generator matrix); Probability, entropy, and inference (entropy, conditional probability, Bayes’ law, likelihood, Jensen’s inequality); Inference (inverse probability, statistical inference); Source coding theorem (information content, typical sequences, Chebychev inequality, law of large numbers); Symbol codes (unique decidability, expected codeword length, prefix-free codes, Kraft inequality, Huffman coding); Stream codes (arithmetic coding, Lempel-Ziv coding, Burrows-Wheeler transform); Dependent random variables (mutual information, data processing lemma); Communication over a noisy channel (discrete memory-less channel, channel coding theorem, channel capacity); Noisy-channel coding theorem (jointly-typical sequences, proof of the channel coding theorem, proof of converse, symmetric channels); Gaussian channel (AWGN channel, multivariate Gaussian pdf, capacity of AWGN channel); Binary codes (minimum distance, perfect codes, why perfect codes are bad, why distance isn’t everything); Message passing (distributed counting, path counting, low-cost path, min-sum (=Viterbi) algorithm); Marginalization in graphs (factor graphs, sum-product algorithm); Low-density parity-check codes (density evolution, check node degree, regular vs. irregular codes, girth); Lossy source coding (transform coding and JPEG compression)
(automatisch geplant, erwartete Hörerzahl original: 85, fixe Veranstaltung: nein)
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Integrierte Schaltungen für Funkanwendungen [VORL ISF(RZ)] -
- Dozent/in:
- Heinrich Milosiu
- Angaben:
- Vorlesung, 2 SWS, benoteter Schein, ECTS: 5, nur Fachstudium
- Termine:
- Mo, 16:15 - 17:45, 0.154-115
https://www.studon.fau.de/crs4106710.html Es ist kein Passwort notwendig. Die erste Vorlesung findet am 26.10.21 statt.
- Studienrichtungen / Studienfächer:
- WPF WING-MA-ET-IT 1-3
- Inhalt:
- Transceiver-Architekturen
Hochfrequenzaspekte
Tranistoren und Technologien
Passive Bauelemente und Netzwerke
Rauscharme Vorverstärker
Mischer
Oszillatoren
Phasenregelschleifen und Synthesizer
Messtechnische Grundlagen
(erwartete Hörerzahl original: 20, fixe Veranstaltung: nein)
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Kommunikationsnetze [KONE(A)] -
- Dozent/in:
- André Kaup
- Angaben:
- Vorlesung, 2 SWS, ECTS: 5, nur Fachstudium, Frühstudium
- Termine:
- Di, 12:15 - 13:45, 0.151-115
- Studienrichtungen / Studienfächer:
- WPF WING-MA-ET-IT 1-3
- Inhalt:
- Die Vorlesung gibt eine Einführung in die grundlegenden Konzepte und Mechanismen von digitalen Kommunikationsnetzen. Nach der Erläuterung einiger Grundbegriffe werden zunächst die hierarchische Strukturierung von Netzfunktionen und das daraus entstandene OSI Schichtenmodell vorgestellt. Im Anschluss an die Diskussion grundsätzlicher Verfahren für die Datenübertragung von Punkt zu Punkt werden Protokolle zur sicheren Übertragung vorgestellt, insbesondere ARQ-Methoden. Es folgen Vielfachfachzugriffstechniken, darunter die Familie der ALOHA-Protokolle, Strategien zur Kollisionsauflösung, Carrier-Sensing-Verfahren und das Prinzip des Token-Passings. Daran schließen sich Verfahren zur Wegelenkung bei leitungs- und paketvermittelten Netzen an. Nach einer Einführung in die Warteraumtheorie gibt die Vorlesung einen Überblick über die Internet Protokollfamilie TCP/IP als wichtiges Systembeispiel und schließt mit einer Betrachtung von Multimedianetzen.
(automatisch geplant, erwartete Hörerzahl original: 100, fixe Veranstaltung: nein)
- Empfohlene Literatur:
- Andrew S. Tanenbaum: Computernetzwerke. Pearson, 2012
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Kommunikationsstrukturen [KOST-V(A)] -
- Dozent/in:
- Jürgen Frickel
- Angaben:
- Vorlesung, 2 SWS, benoteter Schein, ECTS: 5, nur Fachstudium, Anmeldung über StudON
- Termine:
- Do, 12:15 - 13:45, H16
- Studienrichtungen / Studienfächer:
- WPF WING-MA-ET-IT 1-3
- Inhalt:
- Einführung
Strukturen und Eigenschaften von Kommunikationssystemen
Protokolle und Schnittstellen
Grundlagen
Basis-Verfahren und Beispiele
TCP/IP-Protokol
Referenzmodell nach ISO/OSI
Sicherungsschicht/Data Link Layer (LLC und MAC)
Bitübertragungsschicht/Physical Layer
Übertragungsmedien
Hardware in Kommunikationsstrukturen
HW-Architekturen und Funktionsblöcke
Digitale und Analoge Komponenten
Schaltungsdetails von Komponenten
Grundlagen von Bussystemen
Leitungsgebundene Anwendungen für Rechnersysteme
Bus-Applikationen
Baustein-/IC-interne Busse (AMBA, FPI, ConTraBus, ….)
Baugruppeninterne Busse (I2C, Chipsätze+Bridges, ….)
Busse für Rechensysteme (VME, ISA, PCI, PCIe, AGP, ….)
Peripherie-Busse (ATA, IEC, USB, Firewire, Fibre Channel, Thunderbolt ….)
Leitungsgebundene Anwendungen in Systemen
Feldkommunikation
Automobil, Luftfahrt, Space (CAN, MOST, LIN, MILBus, Spacewire ….)
Industrie, Haustechnik (Profibus, EIB, ….)
Weitverkehrsnetze
SDH, PDH, ATM, …
(automatisch geplant, erwartete Hörerzahl original: 100, fixe Veranstaltung: nein)
- Schlagwörter:
- Kommunikationselektronik, Informationstechnik, Rechnerverbindungsstrukturen, Rechnerstrukturen, Kommunikationsstrukturen
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Multiuser Information and Communications Theory [MICT(A)] -
- Dozent/in:
- Ralf Müller
- Angaben:
- Vorlesung, 3 SWS, ECTS: 5, nur Fachstudium
- Termine:
- Di, 16:15 - 17:45, 01.021
Do, 12:15 - 13:45, 01.021
- Studienrichtungen / Studienfächer:
- WPF WING-MA-ET-IT 1-3
- Voraussetzungen / Organisatorisches:
- Recommended: A basic course on information theory
- Inhalt:
- Linear vs. nonlinear multiple-access, CDMA as a canoncal framework for any multiple-access schemes, optimum multiuser detection, linear multiuser detection, interference cancellation, rate region, multiuser source coding, time sharing, multiuser channel codes, multiple-access channel (MAC), capacity region, mutual information versus minimum-mean squared error, Gaussian MAC, power region, Gaussian vector MAC, source coding with side information, degraded broadcast channel, Gaussian broadcast-MAC duality, Gaussian vector broadcast channel, dirty-paper coding, physically degraded relay channel, scalar Gaussian relay channel, Gaussian interference channel, cut-set bound, network coding, fading channels, multiuser water filling, block fading, diversity, user diversity, capacity versus outage, near-far gain, dual antenna arrays
(automatisch geplant, erwartete Hörerzahl original: 20, fixe Veranstaltung: nein)
- Empfohlene Literatur:
- El Gamal, A., Kim, Y.: Network Information Theory, Cambridge University Press, 2011
Cover, T., Thomas, J.: Elements of Information Theory, 2nd ed., Wiley, Hoboken, 2006
Verdú, S.: Multiuser Detection, Cambridge Univ. Press, Cambridge, 1998
Tse, D., Viswanath, P.: Fundamentals of Wireless Communications, Cambridge University Press, 2005.
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Statistische Signalverarbeitung [STASIP(A)] -
- Dozent/in:
- Walter Kellermann
- Angaben:
- Vorlesung, 3 SWS, ECTS: 5, nur Fachstudium, Further details about the course as well as the course content can be found on StudOn https://www.studon.fau.de/crs104539.html
- Termine:
- Di, 10:15 - 11:45, H5
Do, 12:15 - 13:45, H5
- Studienrichtungen / Studienfächer:
- WPF WING-MA-ET-IT 1-3
- Voraussetzungen / Organisatorisches:
- Module ‚Signale und Systeme I‘ und ‚Signale und Systeme II‘, ‚Digitale Signalverarbeitung‘ oder gleichwertige
- Inhalt:
- Zeitdiskrete Zufallsprozesse im Zeit- und Frequenzbereich
Zufallsvariablen (ZVn), Wahrscheinlichkeitsverteilungen und –dichten, Erwartungswerte; Transformation von ZVn; Vektoren normalverteilter ZVn; zeitdiskrete Zufallsprozesse (ZPe): Wahrscheinlichkeitsverteilungen und –dichten, Erwartungswerte, Stationarität, Zyklostationarität, Ergodizität, Korrelationsfunktionen und -matrizen, Spektraldarstellungen; ‚Principal Component Analysis‘, Karhunen-Loeve Transformation;Schätztheorie
Schätzkriterien; Prädiktion; klassische und Bayes’sche Parameterschätzung (inkl. MMSE, Maximum Likelihood, Maximum A Posteriori); Cramer-Rao-Schranke Lineare Signalmodelle
Nichtarametrische Modelle (Cepstrale Zerlegung, Paley-Wiener Theorem, Spektrale Glattheit); Parametrische Modelle: ‚Allpole‘-/‘Allzero‘-/‘Pole-zero‘-(AR/MA/ARMA) Modelle; ‚Lattice‘-Strukturen, Yule-Walker Gleichungen, PARCOR-Koeffizienten, Cepstraldarstellungen; Signalschätzung
Überwachte Signalschätzung, Problemklassen; Orthogonalitätsprinzip, MMSE-Schätzung, lineare MMSE-Schätzung für Gaußprozesse; Optimale FIR-Filter; Lineare Optimalfilter für stationäre Prozesse; Prädiktion und Glättung; Kalman-Filter; optimale Multikanalfilterung (Wiener-Filter, LCMV, MVDR, GSC); Adaptive Filterung
Gradientenverfahren; LMS-, NLMS-, APA- und RLS-Algorithmus und Ihr Konvergenzverhalten;
(automatisch geplant, erwartete Hörerzahl original: 72, fixe Veranstaltung: nein)
- Empfohlene Literatur:
- • A. Papoulis, S. Pillai: Probability, Random Variables and Stochastic Processes; McGraw-Hill, 2002 (englisch)
• D. Manolakis, V. Ingle, S. Kogon: Statistical and Adaptive Signal Processing; McGraw-Hill, 2005 (englisch)
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Hardware-Beschreibungssprache VHDL [VHDL(A)] -
- Dozent/in:
- Jürgen Frickel
- Angaben:
- Vorlesung mit Übung, 2 SWS, benoteter Schein, ECTS: 2,5, nur Fachstudium, Kurs mit integrierter Rechnerübung, Anmeldung wegen begrenzter Platzanzahl (30) über StudON, genaue Aufteilung und Zeitplan für V/Ü wird in LV bekanntgegeben.
- Termine:
- Di, 12:15 - 13:45, S1 LIKE
Di, 10:15 - 11:45, P1 LIKE
- Studienrichtungen / Studienfächer:
- WPF WING-MA-ET-IT 1-3
- Inhalt:
- Vorlesung und betreute Rechner-Übung (V:Ü ca. 2:1) über die Syntax und die Anwendung der Hardware-Beschreibungssprache VHDL
(Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language) nach dem Sprachstandard IEEE 1076-1987 und 1076-1993.
Vorlesung:
Konzepte und Konstrukte der "Hardware"-Sprache VHDL
Beschreibung auf Verhaltensebene und RTL-Ebene (Register-Transfer-Level)
Englischsprachiges Kursmaterial, Vorlesungssprache ist aber deutsch
Übungen (Labs) mit Entwurfs-Software und FPGA-Experimentier-Board:
Lab-Betreuung in deutsch oder englisch
Verwendung professioneller Software-Tools (Xilinx Vivado)
Spezifikation, Entwurf, Simulation und Synthese mit VHDL, meist auf RTL-Ebene
Direktes Feedback mit dem FPGA Trainer Board Basys 3 (von Digilent)
Schwerpunkte der Übungen:
Korrektes Aufsetzen eines FPGA-Projektes
Konfiguration (Programmierung) eines digitalen FPGAs
Input/Output eines Boards/FPGAs: Taster, Schalter, KeyPad, LEDs, Sieben-Segment-Anzeigen, PMOD-Verbinder
Nebenläufigkeit versus Sequentieller Prozess
Getakteter Prozess: Synchroner Zähler als Zeitbasis, Finite Automaten
Up-and-Down-Light mit Hilfe von Pulsweitenmodulation und Daten-Arrays
Steuerung einer 7-Segment-Anzeige durch ein Keypad
etc. . . . .
Zielgruppe:
(automatisch geplant, erwartete Hörerzahl original: 30, fixe Veranstaltung: nein)
- Schlagwörter:
- Hardware, Beschreibungssprache, VHDL
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Kanalcodierung [KaCo(A)] -
- Dozent/in:
- Clemens Stierstorfer
- Angaben:
- Vorlesung mit Übung, 4 SWS, benoteter Schein, ECTS: 5, nur Fachstudium
- Termine:
- Mi, 12:15 - 13:45, 01.021
Do, 14:15 - 15:45, 01.021
- Studienrichtungen / Studienfächer:
- WPF WING-MA-ET-IT 1-4
- Inhalt:
- 1. Introduction and Motivation
2. Fundamentals of Block Coding
3. Introduction to Finite Fields
4. Linear Block Codes
5. Linear Cyclic Codes
6. Introduction to Finite Fields II
7. BCH and RS Codes
8. Convolutional Codes
9. Codes with Iterative Decoding
(automatisch geplant, erwartete Hörerzahl original: 30, fixe Veranstaltung: nein)
- Empfohlene Literatur:
- J. Huber, R. Fischer, C. Stierstorfer: Folien zur Vorlesung
M. Bossert: Kanalcodierung, Oldenbourg Wissenschaftsverlag, 3. Auflage, 2013
M. Bossert: Channel Coding for Telecommunications, John Wiley & Sons, 1999
B. Friedrichs: Kanalcodierung, Springer Verlag, 1996
S.B. Wicker: Error Control Systems for Digital Communications and Storage, Prentice-Hall, 1995
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