Studentische Hilfskräfte/Thesis - Entwicklung von Mikrocontroller-Firmware für eingebettete Systeme

Das Fraunhofer FHR in Wachtberg bei Bonn ist Teil der großen Fraunhofer-Gesellschaft und eines der führenden und größten europäischen Forschungsinstitute auf dem Gebiet der Hochfrequenzphysik und Radartechnik. Das Institut bearbeitet zahlreiche multinationale Forschungsprojekte mit akademischen und industriellen Partnern.
Der Bereich „Industrielle Hochfrequenzsysteme“ (IHS) entwickelt in vier Abteilungen leistungsfähige Sensoren und Radarsysteme für die Bereiche industrielle Messtechnik, zivile Sicherheit, neue Mobilitätslösungen und Umweltmonitoring oder medizinische Anwendungen. Die Abteilung „Eingebettete Systeme“ befasst sich mit Forschungsthemen zu verteilten Signalverarbeitungssystemen für hochspezialisierte Radarsysteme im industriellen Umfeld und in der Forschung. Im Fokus stehen die Ansteuerung multifunktionaler Multi-Kanalsysteme sowie deren effiziente und ressourcenschonende Echtzeitverarbeitung.

Die Radartechnologie und deren Signalverarbeitungsalgorithmen sind hochentwickelt, sehr leistungsstark und in der Lage detailgetreue Abbildung einer Szenerie zu liefern. Der Nutzung im zivilen und militärischen Einsatz stehen häufig die anfallende Datenmenge und deren Verarbeitung im Weg. Die Gruppe „H/W Implementierungen“ beschäftigt sich mit der Architektur, dem Design und der Implementierung echtzeitfähiger Signalverarbeitungslösungen für sichere und ressourceneffiziente Radartechnik in der industriellen Qualitätssicherung, im Automotive sowie im Luft- und Raumfahrtbereich und leistet damit einen wesentlichen Beitrag zur Realisierung radarbasierter Echtzeit-Messtechnik.

Für unser Team suchen wir dauerhaft engagierte Studentinnen (max. 19,5 Std./Woche), die unsere Wissenschaftlerinnen unterstützen und so zu einem erfolgreichen Forschungsbetrieb beitragen.

Sie werden von Beginn an in das Team und in laufende Projekte integriert. Wenn Sie Ihr Engagement und Wissen voll einbringen möchten, können Sie früh Verantwortung übernehmen und Aufgaben selbstständig bearbeiten – unabhängig davon, ob im Praktikum, als studentische Hilfskraft oder im Rahmen einer Abschlussarbeit.

Hier sorgen Sie für Veränderung

Mitarbeit an der Entwicklung von Firmware für mikrocontrollerbasierte Radarsensoren

• Implementierung und Optimierung von Signalverarbeitungsalgorithmen (z. B. Filter, FFT, Detektion, Tracking) auf ressourcenbeschränkten Mikrocontroller-Plattformen
• Portierung bestehender Algorithmen von PC-/High-Level-Umgebungen auf Embedded-Firmware
• Anpassung der Firmware an unterschiedliche Zielplattformen (z. B. ARM Cortex-M, DSP-basierte Controller)
• Profiling und Optimierung hinsichtlich Laufzeit, Speicherbedarf und Energieverbrauch
• Implementierung hardwarenaher Treiber und Schnittstellen (z. B. SPI, I²C, UART, ADC, Timer)
• Mitarbeit bei der Integration in bestehende Embedded-Software-Architekturen (z. B. RTOS-basierte Systeme)
• Evaluation neuer Mikrocontroller Strukturen
• Entwicklung von Test- und Debug-Routinen (Unit-Tests, Hardware-in-the-Loop, Logging)
• Planung und Durchführung von Laborversuchen zur Verifikation von Firmware und Signalverarbeitungsalgorithmen
• Erstellung technischer Dokumentation (Code-Dokumentation, Schnittstellenbeschreibungen, Testprotokolle)

Beispiel Thesis-Themen:

„Implementierung und Strukturierung von Firmware für radarbasierte Echtzeit-Signalverarbeitung auf Mikrocontrollern“
Ziel der Arbeit ist die Entwicklung einer modularen Firmware-Architektur und die echtzeitfähige Implementierung ausgewählter Signalverarbeitungsalgorithmen auf einer ressourcenbeschränkten Mikrocontroller-Plattform
„Evaluierung und Implementierung von Synchronisationsansätzen für die zeitgenaue Signalerzeugung auf Mikrocontrollern“
Ziel der Arbeit ist die Implementierung und experimentelle Bewertung verschiedener Hard- und Software-Synchronisationskonzepte zur präzisen zeitlichen Steuerung der Signalerzeugung auf Mikrocontrollern.

Hiermit bringen Sie sich ein

• Aktuelle Immatrikulation in einem mathematischen, naturwissenschaftlichen oder ingenieurwissenschaftlichen Studiengang (z. B. Elektrotechnik, Informatik, Mechatronik, Physik)
• Interesse an eingebetteten Systemen, Mikrocontrollern und digitaler Signalverarbeitung
• Grundlegende Kenntnisse in der Programmierung in C, idealerweise auch in C++
• Grundverständnis der digitalen Signalverarbeitung (z. B. Abtastung, Filterung, Fourier-Transformation)
• Grundkenntnisse zentraler Konzepte der Softwareentwicklung (Versionskontrolle, Dokumentation, modularer Codeaufbau)

Optional:

• Erfahrung mit Mikrocontroller-Entwicklungsumgebungen (z. B. STM32CubeIDE, Keil, IAR, MPLAB, VS-Code)
• Erste Erfahrungen mit RTOS (z. B. FreeRTOS) oder echtzeitnaher Embedded-Programmierung
• Erfahrung im Umgang mit Labor-Messmitteln (Oszilloskop, Logikanalysator, Multimeter)
• Erfahrung mit Debugging-Tools (z. B. JTAG/SWD, In-Circuit-Debugger)
• Grundlagen im Umgang mit Linux-basierten Systemen und der Kommandozeile

Was wir für Sie bereithalten

• Interessante, praxisnahe Aufgabenstellungen
• Einblicke in aktuelle Forschungsprojekte aus Industrie und Grundlagenforschung
• Offenes und kollegiales Arbeitsumfeld mit lockerem Umgang und moderner Ausstattung
• Vielfältige Aufgabenstellungen mit der Möglichkeit zur Einarbeitung in neue Themenfelder
• Attraktive Rahmenbedingungen bei einer der größten Forschungsorganisationen für anwendungsorientierte Forschung in Europa
• Hervorragende Vernetzung innerhalb der internationalen Forschungslandschaft

Die Vergütung richtet sich nach der Gesamtvereinbarung zur Beschäftigung der Hilfskräfte (je nach Qualifikation). Die wöchentliche Arbeitszeit beträgt 19,5 Stunden. Die Stelle ist zunächst auf 12 Monate befristet.

Wir wertschätzen und fördern die Vielfalt der Kompetenzen unserer Mitarbeitenden und begrüßen daher alle Bewerbungen – unabhängig von Alter, Geschlecht, Nationalität, ethnischer und sozialer Herkunft, Religion, Weltanschauung, Behinderung sowie sexueller Orientierung und Identität. Schwerbehinderte Menschen werden bei gleicher Eignung bevorzugt eingestellt.

Mit ihrer Fokussierung auf zukunftsrelevante Schlüsseltechnologien sowie auf die Verwertung der Ergebnisse in Wirtschaft und Industrie spielt die Fraunhofer-Gesellschaft eine zentrale Rolle im Innovationsprozess. Als Wegweiser und Impulsgeber für innovative Entwicklungen und wissenschaftliche Exzellenz wirkt sie mit an der Gestaltung unserer Gesellschaft und unserer Zukunft.

Bereit für Veränderung? Dann bewerben Sie sich jetzt, und machen Sie einen Unterschied! Nach Eingang Ihrer Online-Bewerbung erhalten Sie eine automatische Empfangsbestätigung. Dann melden wir uns schnellstmöglich und sagen Ihnen, wie es weitergeht.

Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR