Student (m/w/d): Ressourcenschonendes On-Chip-Logging mit ausgelagerter Formatierung

Während deines Studiums kannst du dich bei uns in laufende Forschungsprojekte einbringen. Geh mit uns an Grenzen des technisch Machbaren und sei dabei, wenn wir gemeinsam Neuland betreten. Wir bieten vielfältige herausfordernde und praxisorientierte Themen für Pflichtpraktika, Bachelor- bzw. Master-Arbeiten oder studentische Assistenztätigkeiten an. Du analysierst wichtige wissenschaftliche Vorlauffragestellungen und stehst den Projektteams mit unterstützenden Entwicklungstätigkeiten zur Seite.

Arbeitsort: Erfurt

Team: Mikroelektronik

Karrierestufe: Pflichtpraktikum, Abschlussarbeit oder studentische Assistenz

Forschungsfeld: Integrierte Sensorsysteme

Umfang: nach Vereinbarung

Beginn: ab sofort

Bewerbungsfrist: 30.06.2026

Kennziffer: IMMS_STUD_ME_0626

Das Debugging komplexer digitaler Hardware stellt eine große Herausforderung dar, insbesondere wenn Fehler die normalen Datenpfade blockieren und herkömmliche Diagnosekanäle unbrauchbar machen. Ein dediziertes On-Chip-Logging löst dieses Problem, indem es über einen unabhängigen Seitenkanal Sichtbarkeit für den internen Systemzustand bietet und so den Debugging-Aufwand für FPGAs und Silizium-Chips signifikant reduziert. Die manuelle Integration von Logging-Hardware ist jedoch traditionell zeitaufwändig und fehleranfällig.

Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung eines leichtgewichtigen und wiederverwendbaren Hardware-Logging-Frameworks, das interne Ereignisse, Schweregrade (Severity Levels), Zeitstempel und Nutzdaten erfasst und diese via UART Off-Chip streamt. Um die Effizienz zu maximieren, wird die On-Wire-Codierung äußerst kompakt gestaltet. Inspiriert durch das defmt-Crate aus der Programmiersprache Rust, werden lediglich Identifikatoren und Binärdaten übertragen, während die eigentlichen Format-Strings auf dem Host-System verbleiben.

Zunächst werden die Logger-Blöcke zur manuellen Instanziierung in SystemVerilog implementiert. Im Anschluss erfolgt die Integration des Frameworks in noRTL, eine in Python eingebettete domänenspezifische Sprache (DSL), die sequentielle Algorithmen in synthesefähigen Verilog-Code konvertiert.

Das ultimative Ziel ist die Bereitstellung einer API auf noRTL-Ebene, die es Entwicklern ermöglicht, Log-Punkte nahtlos in Python-basierte Hardwarebeschreibungen einzufügen.

DAS IST ZU TUN:

• Recherche zu gängigen Standards und existierenden Ansätzen im Bereich Hardware-Observability
• Implementierung der Hardware-Logger sowie der dazugehörigen Infrastruktur
• Implementierung der noRTL-Integration sowie Entwicklung der benötigten PC-Host-Software zur Auswertung der Logs
• Umfassende Dokumentation der Ergebnisse und Erstellung eines Abschlussberichts zum Thema

DAS BRINGST DU MIT:

• Fundierte Kenntnisse in Python sowie in Verilog / SystemVerilog
• Grundlegende Kenntnisse im Umgang mit der Versionsverwaltung Git
• Grundlegende Kenntnisse der Automatentheorie sowie Erfahrungen mit Hardwarebeschreibungssprachen

UND DAS SIND WIR:

Wir am IMMS stärken Unternehmen mit anwendungsorientierter Forschung und Entwicklung in der Mikroelektronik, Systemtechnik und Mechatronik und transferieren Ergebnisse der Grundlagenforschung in Anwendungen. Wir unterstützen Unternehmen, international erfolgreiche Innovationen für Gesundheit, Umwelt und Industrie auf den Weg zu bringen und begleiten sie von der Machbarkeitsstudie bis zur Serienreife.

WIR SIND GESPANNT AUF DICH!

Wir freuen uns, wenn du mit uns arbeiten willst.

Bewirb dich bitte nur einmal – für dein Lieblingsthema oder für das, das deinen Interessen am nächsten kommt. So können wir deine Bewerbung am schnellsten bearbeiten und auf dich zukommen. Wenn dich viele Themen interessieren, formuliere das gern in dein Anschreiben mit rein. Falls unsere aktuellen Vorschläge nicht passen sollten – schick uns bitte eine mit deinem Themenwunsch.

DAS HABEN WIR ZU BIETEN:

• einen attraktiven Arbeitsplatz in einem modernen sehr gut ausgestatteten und industrienah agierenden Forschungsinstitut
• Arbeit direkt an der Schnittstelle zwischen Universität und Industrie
• Mitarbeit in einem flexiblen und kreativen Team und an innovativen herausfordernden Themen

Wir wertschätzen und fördern die Chancengleichheit und setzen uns für die Ziele der Gleichstellung und Diversität ein.

Für die ausgeschriebenen Aufgaben und mit den vorhandenen Arbeitsbedingungen ist eine Bewerbung unabhängig vom Geschlecht und / oder von eventuellen körperlichen Behinderungen möglich.

Das IMMS gewährleistet die berufliche Gleichstellung der Geschlechter und ist bestrebt, den Anteil des jeweils unterrepräsentierten Geschlechts zu erhöhen. Frauen sind in diesem Bereich unterrepräsentiert. Bewerbungen von Frauen sind daher ausdrücklich erwünscht.

Schwerbehinderte Menschen werden bei gleicher Eignung, Befähigung und fachlicher Leistung bevorzugt berücksichtigt.

Anschrift:

IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme gemeinnützige GmbH (IMMS GmbH)
Ehrenbergstraße 27
98693 Ilmenau
Deutschland

Kontakt: Eric Schäfer

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