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    2018

    • Philipp Meyer. Informationssicherheit für Echtzeit-Ethernet-Fahrzeugnetzwerke. Jun. 2018, Masterthesis. Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg.
      [Abstract], [Fulltext Document (pdf)], [Slides (pdf)], [Bibtex]

      Heutige Fahrzeugnetzwerke, bestehend aus heterogenen Feldbussen, verbinden eine Vielzahl von Steuergeräten. Diese Steuergeräte sind heute angreifbar und können nach Kompromittierung genutzt werden, um die gesamte Kommunikation zu manipulieren. In Zukunft werden Ethernet-Netzwerke die Feldbusse Schritt für Schritt ersetzen. Echtzeit-Ethernet-Protokolle sollen die Funktionssicherheit des Kommunikationssystems gewährleisten. In dieser Arbeit werden die Echtzeit-Ethernet-Protokolle Time-Triggered Ethernet, Audio Video Bridging und Time-Sensitive Networking einer Sicherheitsanalyse unterzogen. Für ermittelte Schwachstellen werden Anforderungen entwickelt und bewertet. Im nächsten Schritt werden Schutzkonzepte erarbeitet, die diese Anforderungen erfüllen können. Ausgewählte Teile der Schutzkonzepte werden in einer Simulationsumgebung implementiert und abschließend in einer simulationsbasierten Fallstudie analysiert.

      @MastersThesis{   m-ifeef-18,
        author        = {Philipp Meyer},
        title         = {{Informationssicherheit f{\"u}r
                        Echtzeit-Ethernet-Fahrzeugnetzwerke}},
        month         = jun,
        year          = 2018,
        school        = {Hochschule f{\"u}r Angewandte Wissenschaften Hamburg},
        address       = {Hamburg},
        abstract      = {Heutige Fahrzeugnetzwerke, bestehend aus heterogenen
                        Feldbussen, verbinden eine Vielzahl von Steuerger{\"a}ten.
                        Diese Steuerger{\"a}te sind heute angreifbar und k{\"o}nnen
                        nach Kompromittierung genutzt werden, um die gesamte
                        Kommunikation zu manipulieren. In Zukunft werden
                        Ethernet-Netzwerke die Feldbusse Schritt f{\"u}r Schritt
                        ersetzen. Echtzeit-Ethernet-Protokolle sollen die
                        Funktionssicherheit des Kommunikationssystems
                        gew{\"a}hrleisten. In dieser Arbeit werden die
                        Echtzeit-Ethernet-Protokolle Time-Triggered Ethernet, Audio
                        Video Bridging und Time-Sensitive Networking einer
                        Sicherheitsanalyse unterzogen. F{\"u}r ermittelte
                        Schwachstellen werden Anforderungen entwickelt und
                        bewertet. Im n{\"a}chsten Schritt werden Schutzkonzepte
                        erarbeitet, die diese Anforderungen erf{\"u}llen
                        k{\"o}nnen. Ausgew{\"a}hlte Teile der Schutzkonzepte werden
                        in einer Simulationsumgebung implementiert und
                        abschlie{\ss}end in einer simulationsbasierten Fallstudie
                        analysiert.},
        type          = {mastersthesis},
        entrysubtype  = {mastersthesis},
        langid        = {ngerman}
      }
    • Timo Häckel. Automobile Kommunikationsarchitekturen zur Unterstützung von Dienstgütevereinbarungen. Jun. 2018, Masterthesis. Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg.
      [Abstract], [Fulltext Document (pdf)], [Slides (pdf)], [Bibtex]

      Die Einführung neuer Funktionen im Auto, von Fahrassistenzsystemen über Connected Cars bis hin zum autonomen Fahren bringt Herausforderungen für die Kommunikationsarchitektur im Auto mit sich. Dazu gehören steigender Bandbreitenbedarf, größere Vernetzung von Komponenten und die Öffnung des Autonetzes zum Internet of Things. Diese können durch die Einführung einer neuen zentralisierten dienstorientierten Kommunikationsarchitektur gelöst werden. Da im Kommunikationsnetz des Autos Dienste mit verschiedensten Anforderungen an die Kommunikationsarchitekturen existieren, ist die Vereinbarung von Dienstgüte ein zentraler Aspekt. In dieser Arbeit werden die verschiedenen Aspekte einer Kommunikationsarchitektur zur Unterstützung von Dienstgüte analysiert. Auf dieser Basis wird ein Konzept für eine Middleware zur dienstorientierten Kommunikation im Auto entworfen und in der Simulation mit Beispielszenarien evaluiert.

      @MastersThesis{   h-akuvd-18,
        author        = {Timo H{\"a}ckel},
        title         = {{Automobile Kommunikationsarchitekturen zur
                        Unterst{\"u}tzung von Dienstg{\"u}tevereinbarungen}},
        month         = jun,
        year          = 2018,
        school        = {Hochschule f{\"u}r Angewandte Wissenschaften Hamburg},
        address       = {Hamburg},
        abstract      = {Die Einf{\"u}hrung neuer Funktionen im Auto, von
                        Fahrassistenzsystemen {\"u}ber Connected Cars bis hin zum
                        autonomen Fahren bringt Herausforderungen f{\"u}r die
                        Kommunikationsarchitektur im Auto mit sich. Dazu
                        geh{\"o}ren steigender Bandbreitenbedarf, gr{\"o}{\ss}ere
                        Vernetzung von Komponenten und die {\"O}ffnung des
                        Autonetzes zum Internet of Things. Diese k{\"o}nnen durch
                        die Einf{\"u}hrung einer neuen zentralisierten
                        dienstorientierten Kommunikationsarchitektur gel{\"o}st
                        werden. Da im Kommunikationsnetz des Autos Dienste mit
                        verschiedensten Anforderungen an die
                        Kommunikationsarchitekturen existieren, ist die
                        Vereinbarung von Dienstg{\"u}te ein zentraler Aspekt. In
                        dieser Arbeit werden die verschiedenen Aspekte einer
                        Kommunikationsarchitektur zur Unterst{\"u}tzung von
                        Dienstg{\"u}te analysiert. Auf dieser Basis wird ein
                        Konzept f{\"u}r eine Middleware zur dienstorientierten
                        Kommunikation im Auto entworfen und in der Simulation mit
                        Beispielszenarien evaluiert.},
        type          = {mastersthesis},
        entrysubtype  = {mastersthesis},
        langid        = {ngerman}
      }

    2017

    • Benjamin Burchard. Evaluation und Analyse von Visualisierungstechniken für Kommunikationsdaten im Fahrzeug. Nov. 2017, Masterthesis. Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg.
      [Abstract], [Fulltext Document (pdf)], [Bibtex]

      In automobilen Fahrzeugnetze gibt es einen Trend hin zu einem steigenden Datenkommunikationsvolumen. Mehr Datenkommunikation bedeutet ebenfalls, dass mehr Daten anfallen die Analysiert werden müssen um Muster, Fehler und mögliches Verbesserungspotenzial zu erkennen. Zur Analyse dieser großen Datenmengen bedarf es neuartiger Visualisierungstechniken. In dieser Arbeit werden Visualisierungstechniken evaluiert und auf die Anforderungen im Automotive Netzwerk hin überprüft.

      @MastersThesis{   b-vdktf-17,
        author        = {Benjamin Burchard},
        title         = {{Evaluation und Analyse von Visualisierungstechniken
                        f{\"u}r Kommunikationsdaten im Fahrzeug}},
        month         = nov,
        year          = 2017,
        school        = {Hochschule f{\"u}r Angewandte Wissenschaften Hamburg},
        address       = {Hamburg},
        abstract      = {In automobilen Fahrzeugnetze gibt es einen Trend hin zu
                        einem steigenden Datenkommunikationsvolumen. Mehr
                        Datenkommunikation bedeutet ebenfalls, dass mehr Daten
                        anfallen die Analysiert werden m{\"u}ssen um Muster, Fehler
                        und m{\"o}gliches Verbesserungspotenzial zu erkennen. Zur
                        Analyse dieser gro{\ss}en Datenmengen bedarf es neuartiger
                        Visualisierungstechniken. In dieser Arbeit werden
                        Visualisierungstechniken evaluiert und auf die
                        Anforderungen im Automotive Netzwerk hin {\"u}berpr{\"u}ft.},
        type          = {mastersthesis},
        entrysubtype  = {mastersthesis},
        langid        = {ngerman}
      }
    • Stephan Phieler. Misuse Detection für Echtzeit Ethernet basierte Kommunikationssysteme. Aug. 2017, Masterthesis. Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg.
      [Abstract], [Fulltext Document (pdf)], [Bibtex]

      Das Time-Triggered-Ethernet (TTE) ist eine fehlertolerante Netzwerktechnologie, welche fast alle Anforderungen zukünftiger Bordnetze erfüllt. Die Informationssicherheit ist eine Anforderung, die nicht erfüllt wird. Analysen der Entwickler haben die Schwachstellen bereits benannt. Harte Echtzeitanforderungen und limitierte Ressourcen machen den Einsatz kryptographischer Verfahren zur Signierung oder Verschlüsselung aber teilweise unmöglich. Um trotzdem auf Angriffe auf die Informationssicherheit reagieren zu können, kommt eine Überwachung durch ein Intrusion Detection System (IDS) in Betracht. In dieser Arbeit wird ein Konzept für die Überwachung des TTEs mit Hilfe einer Misuse Detection (MD) vorgestellt, welche für die Beschreibung der Angriffe Signaturnetze verwendet.

      @MastersThesis{   p-mdeek-17,
        author        = {Stephan Phieler},
        title         = {{Misuse Detection f{\"u}r Echtzeit Ethernet basierte
                        Kommunikationssysteme}},
        month         = aug,
        year          = 2017,
        school        = {Hochschule f{\"u}r Angewandte Wissenschaften Hamburg},
        address       = {Hamburg},
        abstract      = {Das Time-Triggered-Ethernet (TTE) ist eine fehlertolerante
                        Netzwerktechnologie, welche fast alle Anforderungen
                        zuk{\"u}nftiger Bordnetze erf{\"u}llt. Die
                        Informationssicherheit ist eine Anforderung, die nicht
                        erf{\"u}llt wird. Analysen der Entwickler haben die
                        Schwachstellen bereits benannt. Harte Echtzeitanforderungen
                        und limitierte Ressourcen machen den Einsatz
                        kryptographischer Verfahren zur Signierung oder
                        Verschl{\"u}sselung aber teilweise unm{\"o}glich. Um
                        trotzdem auf Angriffe auf die Informationssicherheit
                        reagieren zu k{\"o}nnen, kommt eine {\"U}berwachung durch
                        ein Intrusion Detection System (IDS) in Betracht. In dieser
                        Arbeit wird ein Konzept f{\"u}r die {\"U}berwachung des
                        TTEs mit Hilfe einer Misuse Detection (MD) vorgestellt,
                        welche f{\"u}r die Beschreibung der Angriffe Signaturnetze
                        verwendet.},
        type          = {mastersthesis},
        entrysubtype  = {mastersthesis},
        langid        = {ngerman}
      }
    • Stefan Buschmann. Analyse redundanter Kommunikationsarchitekturen im Automobil. Mai. 2017, Masterthesis. Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg.
      [Abstract], [Fulltext Document (pdf)], [Bibtex]

      Steigende Anforderungen an die Kommunikationssysteme im Automobil erfordern die Entwicklung und Einführung neuer Kommunikationstechnologien, da vorhandene Bussysteme diese nicht mehr erfüllen können. Um sicherheitskritische Funktionen realisieren zu können bedarf es einer sicheren und zuverlässigen Kommunikation. Mögliche Kandidaten sind um Echtzeitfähigkeit weiterentwickelte Ethernet-Technologien wie Time-Triggered Ethernet oder Audio Video Bridging. Um diese Netzwerke weiter abzusichern bietet sich der Einsatz von Redundanz an. Damit ist es möglich das System noch robuster gegen Fehler und Störungen zu machen. Um diese Redundanzkonzepte zu analysieren bietet sich die Fehlerbaumanalyse an.

      @MastersThesis{   b-arkia-17,
        author        = {Stefan Buschmann},
        title         = {{Analyse redundanter Kommunikationsarchitekturen im
                        Automobil}},
        month         = may,
        year          = 2017,
        school        = {Hochschule f{\"u}r Angewandte Wissenschaften Hamburg},
        address       = {Hamburg},
        abstract      = {Steigende Anforderungen an die Kommunikationssysteme im
                        Automobil erfordern die Entwicklung und Einf{\"u}hrung
                        neuer Kommunikationstechnologien, da vorhandene Bussysteme
                        diese nicht mehr erf{\"u}llen k{\"o}nnen. Um
                        sicherheitskritische Funktionen realisieren zu k{\"o}nnen
                        bedarf es einer sicheren und zuverl{\"a}ssigen
                        Kommunikation. M{\"o}gliche Kandidaten sind um
                        Echtzeitf{\"a}higkeit weiterentwickelte
                        Ethernet-Technologien wie Time-Triggered Ethernet oder
                        Audio Video Bridging. Um diese Netzwerke weiter abzusichern
                        bietet sich der Einsatz von Redundanz an. Damit ist es
                        m{\"o}glich das System noch robuster gegen Fehler und
                        St{\"o}rungen zu machen. Um diese Redundanzkonzepte zu
                        analysieren bietet sich die Fehlerbaumanalyse an. },
        type          = {mastersthesis},
        entrysubtype  = {mastersthesis},
        langid        = {ngerman}
      }
    • Jonas Engler. Network-Calculus-basierte Timing-Analyse mit Generierung von angenähertenWorst-Case-Simulationsszenarien für IEEE 802.1 TSN-Netzwerke. Jan. 2017, Masterthesis. Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg.
      [Abstract], [Fulltext Document (pdf)], [Bibtex]

      Diese Abschlussarbeit ist auf Worst-Case-Latenzen in IEEE 802.1 TSN- und AVB-Netzwerken ausgerichtet. Basierend auf einer vorgenommenen Modellierung von Worst-Case-Szenarien wird mithilfe eines Network-Calculus-Modells für AVB- und TSN-Netzwerke eine Abschätzung für maximale Latenzen vorgenommen. Ein Tool, das ebenfalls auf Basis derWorst-Case-Modelle entwickelt wurde, zeigt, wie realistisch die Abschätzungen sind und zeigt Engpässe in der Planung eines Netzwerkes anhand einer von ihm generierten angepassten Simulation.

      @MastersThesis{   e-ntags-17,
        author        = {Jonas Engler},
        title         = {{Network-Calculus-basierte Timing-Analyse mit Generierung
                        von angen{\"a}hertenWorst-Case-Simulationsszenarien f{\"u}r
                        IEEE 802.1 TSN-Netzwerke}},
        month         = jan,
        year          = 2017,
        school        = {Hochschule f{\"u}r Angewandte Wissenschaften Hamburg},
        address       = {Hamburg},
        abstract      = {Diese Abschlussarbeit ist auf Worst-Case-Latenzen in IEEE
                        802.1 TSN- und AVB-Netzwerken ausgerichtet. Basierend auf
                        einer vorgenommenen Modellierung von Worst-Case-Szenarien
                        wird mithilfe eines Network-Calculus-Modells f{\"u}r AVB-
                        und TSN-Netzwerke eine Absch{\"a}tzung f{\"u}r maximale
                        Latenzen vorgenommen. Ein Tool, das ebenfalls auf Basis
                        derWorst-Case-Modelle entwickelt wurde, zeigt, wie
                        realistisch die Absch{\"a}tzungen sind und zeigt
                        Engp{\"a}sse in der Planung eines Netzwerkes anhand einer
                        von ihm generierten angepassten Simulation.},
        type          = {mastersthesis},
        entrysubtype  = {mastersthesis},
        langid        = {ngerman}
      }

    2016

    • Jan Raddatz. Evaluation based design of parallel simulation strategies for in vehicle networks. Feb. 2016, Masterthesis. Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg.
      [Abstract], [Fulltext Document (pdf)], [Bibtex]

      Diskrete Event basierte Simulationen haben sich zu einem weit verbreiteten Werkzeug zur Auslegung und Entwicklung von Fahrzeugnetzwerken entwickelt. Netzwerke im allgemeinen und Fahrzeugnetzwerke im Besonderen sehen sich mit ständig wachsender Komplexität konfrontiert. Dies führt unausweichlich zu immer weiter steigenden Simulationslaufzeiten. Diese Arbeit präsentiert das Design und die Entwicklung von parallelen Scheduling Strategien um die Simulationslaufzeiten zu verkürzen.

      @MastersThesis{   r-ebdps-16,
        author        = {Jan Raddatz},
        title         = {{Evaluation based design of parallel simulation strategies
                        for in vehicle networks}},
        month         = feb,
        year          = 2016,
        school        = {Hochschule f{\"u}r Angewandte Wissenschaften Hamburg},
        address       = {Hamburg},
        abstract      = {Diskrete Event basierte Simulationen haben sich zu einem
                        weit verbreiteten Werkzeug zur Auslegung und Entwicklung
                        von Fahrzeugnetzwerken entwickelt. Netzwerke im allgemeinen
                        und Fahrzeugnetzwerke im Besonderen sehen sich mit
                        st{\"a}ndig wachsender Komplexit{\"a}t konfrontiert. Dies
                        f{\"u}hrt unausweichlich zu immer weiter steigenden
                        Simulationslaufzeiten. Diese Arbeit pr{\"a}sentiert das
                        Design und die Entwicklung von parallelen Scheduling
                        Strategien um die Simulationslaufzeiten zu verk{\"u}rzen.},
        type          = {mastersthesis},
        entrysubtype  = {mastersthesis},
        langid        = {english}
      }
    • Jasper Salathé. FPGA basiertes HW/SW Codesign eines Frameworks für TSN Switches. Feb. 2016, Masterthesis. Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg.
      [Abstract], [Fulltext Document (pdf)], [Bibtex]

      Die aktuelle Entwicklung neuer Anwendungen wie Advanced Driver Assistance Systems im Automobil zeigen, dass zukünftige Fahrzeugnetze einen steigenden Bedarf an Bandbreite aufweisen werden, während Fahrzeugnetze ein weiteres Spektrum an Echtzeitanforderungen erfüllen müssen. Da gegenwärtig verwendete Technologien in absehbarer Zeit diesen Anforderungen nicht mehr gerecht werden, stellt Real-Time Ethernet einen geeigneten Nachfolger dar. Das weite Spektrum an Echtzeitanforderungen erfordert die Kombination mehrerer Konzepte für Real-Time Ethernet. Time Sensitive Networking (TSN) stellt eines dieser Konzepte dar. Diese Arbeit befasst sich mit der Entwicklung eines Frameworks für TSN Switches. Ziel ist es, in Zukunft über ein Framework zur flexiblen Kombination mehrerer Konzepte für Real-Time Ethernet zu einem Prototypen zu verfügen und daran zukünftige Fahrzeugnetze zu evaluieren. Das Framework wurde auf Basis des NetFPGA 1G Boards umgesetzt.

      @MastersThesis{   s-fbhsc-16,
        author        = {Jasper Salath{\'e}},
        title         = {{FPGA basiertes HW/SW Codesign eines Frameworks f{\"u}r
                        TSN Switches}},
        month         = feb,
        year          = 2016,
        school        = {Hochschule f{\"u}r Angewandte Wissenschaften Hamburg},
        address       = {Hamburg},
        abstract      = {Die aktuelle Entwicklung neuer Anwendungen wie Advanced
                        Driver Assistance Systems im Automobil zeigen, dass
                        zuk{\"u}nftige Fahrzeugnetze einen steigenden Bedarf an
                        Bandbreite aufweisen werden, w{\"a}hrend Fahrzeugnetze ein
                        weiteres Spektrum an Echtzeitanforderungen erf{\"u}llen
                        m{\"u}ssen. Da gegenw{\"a}rtig verwendete Technologien in
                        absehbarer Zeit diesen Anforderungen nicht mehr gerecht
                        werden, stellt Real-Time Ethernet einen geeigneten
                        Nachfolger dar. Das weite Spektrum an Echtzeitanforderungen
                        erfordert die Kombination mehrerer Konzepte f{\"u}r
                        Real-Time Ethernet. Time Sensitive Networking (TSN) stellt
                        eines dieser Konzepte dar. Diese Arbeit befasst sich mit
                        der Entwicklung eines Frameworks f{\"u}r TSN Switches. Ziel
                        ist es, in Zukunft {\"u}ber ein Framework zur flexiblen
                        Kombination mehrerer Konzepte f{\"u}r Real-Time Ethernet zu
                        einem Prototypen zu verf{\"u}gen und daran zuk{\"u}nftige
                        Fahrzeugnetze zu evaluieren. Das Framework wurde auf Basis
                        des NetFPGA 1G Boards umgesetzt. },
        type          = {mastersthesis},
        entrysubtype  = {mastersthesis},
        langid        = {ngerman}
      }

    2015

    • Jan Depke. Inkrementelle Konsolidierung automobiler Bussysteme auf Basis eines Realtime Ethernet Backbones. Mär. 2015, Masterthesis. Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg.
      [Abstract], [Fulltext Document (pdf)], [Bibtex]

      Echtzeit-Ethernet ist vielversprechender Kandidat zur Verbesserung der Kommunikation in zukünftigen Automobilen. Es bietet hohe Bandbreite, geringen Jitter, und die physikalische Schicht kann mit den Anforderungen der Automobilindustrie wachsen. Eine Migrationsstragie unter Weiterverwendung der Errungenschaften der letzten Jahrzehnte im Bereich der Feldbusse ist nötig, um einen sanften Übergang von aktuellen Feldbusarchitekturen zum Echtzeit-Ethernet zu ermöglichen. Diese Arbeit untersucht die Auswirkungen einer inkrementellen Migration von Controller Area Network (CAN)-Bussen hin zum Echtzeit-Ethernet. Eine Migrationsstrategie wird aus Restriktionen technologi- scher Standards und Entwurfsmustern entwickelt, welche in Richtlinien für Machbarkeitsuntersuchungen überführt werden. Eine flexible Schnittstellenbeschreibungssprache wird entwickelt, implementiert und zur Übersetzung zwischen etablierten Protokollen und Echtzeit-Ethernet in einem Kommunikationsgate- way genutzt. Der Einsatz in einem Prototypenfahrzeug liefert realistische Kenndaten um die Machbarkeit der Migration unter Beibehaltung bestehender CAN-Anwendungen zu zeigen.

      @MastersThesis{   d-ikabb-15,
        author        = {Jan Depke},
        title         = {{Inkrementelle Konsolidierung automobiler Bussysteme auf
                        Basis eines Realtime Ethernet Backbones}},
        month         = mar,
        year          = 2015,
        school        = {Hochschule f{\"u}r Angewandte Wissenschaften Hamburg},
        address       = {Hamburg},
        abstract      = {Echtzeit-Ethernet ist vielversprechender Kandidat zur
                        Verbesserung der Kommunikation in zuk{\"u}nftigen
                        Automobilen. Es bietet hohe Bandbreite, geringen Jitter,
                        und die physikalische Schicht kann mit den Anforderungen
                        der Automobilindustrie wachsen. Eine Migrationsstragie
                        unter Weiterverwendung der Errungenschaften der letzten
                        Jahrzehnte im Bereich der Feldbusse ist n{\"o}tig, um einen
                        sanften {\"U}bergang von aktuellen Feldbusarchitekturen zum
                        Echtzeit-Ethernet zu erm{\"o}glichen. Diese Arbeit
                        untersucht die Auswirkungen einer inkrementellen Migration
                        von Controller Area Network (CAN)-Bussen hin zum
                        Echtzeit-Ethernet. Eine Migrationsstrategie wird aus
                        Restriktionen technologi- scher Standards und
                        Entwurfsmustern entwickelt, welche in Richtlinien f{\"u}r
                        Machbarkeitsuntersuchungen {\"u}berf{\"u}hrt werden. Eine
                        flexible Schnittstellenbeschreibungssprache wird
                        entwickelt, implementiert und zur {\"U}bersetzung zwischen
                        etablierten Protokollen und Echtzeit-Ethernet in einem
                        Kommunikationsgate- way genutzt. Der Einsatz in einem
                        Prototypenfahrzeug liefert realistische Kenndaten um die
                        Machbarkeit der Migration unter Beibehaltung bestehender
                        CAN-Anwendungen zu zeigen.},
        type          = {mastersthesis},
        entrysubtype  = {mastersthesis},
        langid        = {ngerman}
      }
    • Friedrich Groß. Eine skalierbare Hardwarearchitektur zur Echtzeit-Erweiterung von Standard-Ethernet-Controllern. Jan. 2015, Masterthesis. Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg.
      [Abstract], [Fulltext Document (pdf)], [Bibtex]

      In Automobil werden immer mehr Fahrerassistenzsysteme verwendet, die hohe zeitliche Anforderungen an Netzwerke stellen und dabei gleichzeitig große Datenmengen übertragen müssen. Die heutzutage eingesetzten BUS-Systeme kommen momentan an ihre Grenzen. Aus diesem Grund ist die Automobilindustrie auf der Suche nach einem neuen BUS-System, dass die steigenden Anforderungen erfüllt. Das zukünftige BUS-System wird höchstwahrscheinlich ein echtzeitfähiges Ethernet sein, da Ethernet in seiner Bandbreite skalierbar ist. Time-Triggered Ethernet ist eine Echtzeiterweiterung des Standard Ethernet. Die Umsetzung dieses Protokolls in Software erfordert einen erheblichen Entwicklungsaufwand und viel Rechenleistung. Diese Arbeit zeigt ein skalierbares Hardware-Software Co-Design für einen Time-Triggered Ethernet Controller, das die benötigte Rechenleisung reduziert. Es wird eine Prototyp-Implementierung auf einem FPGA gezeigt. Dabei wird für jedes Modul gezeigt, welche Auswirkungen es hat, dieses in Hardware oder in Software zu partitionieren. Mit dem vorgestellten Konzept ist es möglich, für jede Anwendung eine kostenoptimierte Hardware-Software Partitionierung zu finden.

      @MastersThesis{   g-shees-15,
        author        = {Friedrich Gro{\ss}},
        title         = {{Eine skalierbare Hardwarearchitektur zur
                        Echtzeit-Erweiterung von Standard-Ethernet-Controllern}},
        month         = jan,
        year          = 2015,
        school        = {Hochschule f{\"u}r Angewandte Wissenschaften Hamburg},
        address       = {Hamburg},
        abstract      = {In Automobil werden immer mehr Fahrerassistenzsysteme
                        verwendet, die hohe zeitliche Anforderungen an Netzwerke
                        stellen und dabei gleichzeitig gro{\ss}e Datenmengen
                        {\"u}bertragen m{\"u}ssen. Die heutzutage eingesetzten
                        BUS-Systeme kommen momentan an ihre Grenzen. Aus diesem
                        Grund ist die Automobilindustrie auf der Suche nach einem
                        neuen BUS-System, dass die steigenden Anforderungen
                        erf{\"u}llt. Das zuk{\"u}nftige BUS-System wird
                        h{\"o}chstwahrscheinlich ein echtzeitf{\"a}higes Ethernet
                        sein, da Ethernet in seiner Bandbreite skalierbar ist.
                        Time-Triggered Ethernet ist eine Echtzeiterweiterung des
                        Standard Ethernet. Die Umsetzung dieses Protokolls in
                        Software erfordert einen erheblichen Entwicklungsaufwand
                        und viel Rechenleistung. Diese Arbeit zeigt ein
                        skalierbares Hardware-Software Co-Design f{\"u}r einen
                        Time-Triggered Ethernet Controller, das die ben{\"o}tigte
                        Rechenleisung reduziert. Es wird eine
                        Prototyp-Implementierung auf einem FPGA gezeigt. Dabei wird
                        f{\"u}r jedes Modul gezeigt, welche Auswirkungen es hat,
                        dieses in Hardware oder in Software zu partitionieren. Mit
                        dem vorgestellten Konzept ist es m{\"o}glich, f{\"u}r jede
                        Anwendung eine kostenoptimierte Hardware-Software
                        Partitionierung zu finden.},
        type          = {mastersthesis},
        entrysubtype  = {mastersthesis},
        langid        = {ngerman}
      }
    • Jan Kamieth. Scheduling von TDMA Kommunikation in Switch basierten Netzwerken. Jan. 2015, Masterthesis. Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg.
      [Abstract], [Fulltext Document (pdf)], [Bibtex]

      Die wachsende Anzahl elektronischer Systeme im Automobil und deren vielfältigen Anforderungen an das zugrundeliegende Netzwerk führt zu einem Bedarf an neuer Kommunikationstechnik, um sowohl eine hohe Bandbreite, als auch niedrige Latenzen und einen niedrigen Jitter zu bieten. TT-Ethernet ist ein vielversprechender Kandidat, um dieses Problem zu lösen. In dieser Arbeit wird eine Lösung für das Scheduling Problem erarbeitet, welches bei dieser Art von Netzwerken auftritt. Dazu wird das Problem in den Bereich des Multiprozessor- Schedulings transformiert, um auf bekannte Lösungsansätze aufbauen zu können. Zusätzlich wird ein Optimierungsziel und eine dazugehörige Bewertungsfunktion definiert, die auf die Eigenschaften und Anforderungen des TT-Ethernet Protokolls zugeschnitten sind. Zur Umsetzung des Schedulings wird ein Framework umgesetzt, welches es erlaubt mehre Lösungsansätze zu implementieren und aus mehreren Ergebnissen das Beste wählen zu können.

      @MastersThesis{   k-stksb-15,
        author        = {Jan Kamieth},
        title         = {Scheduling von TDMA Kommunikation in Switch basierten
                        Netzwerken},
        month         = jan,
        year          = 2015,
        school        = {Hochschule f{\"u}r Angewandte Wissenschaften Hamburg},
        address       = {Hamburg},
        abstract      = {Die wachsende Anzahl elektronischer Systeme im Automobil
                        und deren vielf{\"a}ltigen Anforderungen an das
                        zugrundeliegende Netzwerk f{\"u}hrt zu einem Bedarf an
                        neuer Kommunikationstechnik, um sowohl eine hohe
                        Bandbreite, als auch niedrige Latenzen und einen niedrigen
                        Jitter zu bieten. TT-Ethernet ist ein vielversprechender
                        Kandidat, um dieses Problem zu l{\"o}sen. In dieser Arbeit
                        wird eine L{\"o}sung f{\"u}r das Scheduling Problem
                        erarbeitet, welches bei dieser Art von Netzwerken auftritt.
                        Dazu wird das Problem in den Bereich des Multiprozessor-
                        Schedulings transformiert, um auf bekannte
                        L{\"o}sungsans{\"a}tze aufbauen zu k{\"o}nnen.
                        Zus{\"a}tzlich wird ein Optimierungsziel und eine
                        dazugeh{\"o}rige Bewertungsfunktion definiert, die auf die
                        Eigenschaften und Anforderungen des TT-Ethernet Protokolls
                        zugeschnitten sind. Zur Umsetzung des Schedulings wird ein
                        Framework umgesetzt, welches es erlaubt mehre
                        L{\"o}sungsans{\"a}tze zu implementieren und aus mehreren
                        Ergebnissen das Beste w{\"a}hlen zu k{\"o}nnen.},
        type          = {mastersthesis},
        entrysubtype  = {mastersthesis},
        langid        = {ngerman}
      }

    2014

    • Fabian Kempf. Simulationsbasierte Analyse heterogener Fahrzeugnetzwerke: Generierung, Simulation und Evaluation. Sep. 2014, Masterthesis. Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg.
      [Abstract], [Fulltext Document (pdf)], [Bibtex]

      Im klassischen Automobilnetz kommunizieren die Steuergeräte der verschiedenen Domänen überwiegend untereinander. Bei neuen Anwendungen sind Informationen von Systemen aus unterschiedlichen Domänen notwendig. Dies erfordert domänenübergreifende Kommunikation in einem heterogenen Netzwerk. Ein Ansatz für die Vernetzung der Domänen liegt in einem echtzeitfähigen Ethernetbackbone, das sowohl bandbreitenintensive als auch sicherheitskritische Anwendungen unterstützt. Um verschiedene Netztopologien des heterogenen Netzwerkes zu vergleichen, eignen sich simulationsbasierte Analysen. Ziel dieser Arbeit ist die Herausstellung charakteristischer Merkmale der Kommunikation im Automobil zur simulationsbasierten Analyse mit einem Backbone. Für die Konfiguration ist der Entwurf und die Umsetzung einer domänenspezifischen Sprache mit den Anforderungen an relevante Kommunikationssysteme im Automobil herauszustellen, die einen gesamtheitlichen Netzwerkbeschreibungsansatz erlaubt. Dieser Ansatz ermöglicht die einfache Analyse komplexer heterogener Fahrzeugnetzwerke, von der Generierung über die Simulation bis hin zur Evaluierung.

      @MastersThesis{   k-sahf-14,
        author        = {Fabian Kempf},
        title         = {Simulationsbasierte Analyse heterogener Fahrzeugnetzwerke:
                        Generierung, Simulation und Evaluation},
        month         = sep,
        year          = 2014,
        school        = {Hochschule f{\"u}r Angewandte Wissenschaften Hamburg},
        address       = {Hamburg},
        abstract      = {Im klassischen Automobilnetz kommunizieren die
                        Steuerger{\"a}te der verschiedenen Dom{\"a}nen
                        {\"u}berwiegend untereinander. Bei neuen Anwendungen sind
                        Informationen von Systemen aus unterschiedlichen
                        Dom{\"a}nen notwendig. Dies erfordert
                        dom{\"a}nen{\"u}bergreifende Kommunikation in einem
                        heterogenen Netzwerk. Ein Ansatz f{\"u}r die Vernetzung der
                        Dom{\"a}nen liegt in einem echtzeitf{\"a}higen
                        Ethernetbackbone, das sowohl bandbreitenintensive als auch
                        sicherheitskritische Anwendungen unterst{\"u}tzt. Um
                        verschiedene Netztopologien des heterogenen Netzwerkes zu
                        vergleichen, eignen sich simulationsbasierte Analysen. Ziel
                        dieser Arbeit ist die Herausstellung charakteristischer
                        Merkmale der Kommunikation im Automobil zur
                        simulationsbasierten Analyse mit einem Backbone. F{\"u}r
                        die Konfiguration ist der Entwurf und die Umsetzung einer
                        dom{\"a}nenspezifischen Sprache mit den Anforderungen an
                        relevante Kommunikationssysteme im Automobil
                        herauszustellen, die einen gesamtheitlichen
                        Netzwerkbeschreibungsansatz erlaubt. Dieser Ansatz
                        erm{\"o}glicht die einfache Analyse komplexer heterogener
                        Fahrzeugnetzwerke, von der Generierung {\"u}ber die
                        Simulation bis hin zur Evaluierung.},
        type          = {mastersthesis},
        entrysubtype  = {mastersthesis},
        langid        = {ngerman}
      }
    • Florian Bartols. Echtzeit Ethernet Restbussimulation: Frühzeitiges Modellbasiertes Testen in Fahrzeugnetzwerken der nächsten Generation. Apr. 2014, Masterthesis. Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg.
      [Abstract], [Fulltext Document (pdf)], [Slides (pdf)], [Bibtex]

      Die zunehmende Komplexität automobiler Netzwerke und deren steigende Bandbreitenan- forderungen bei gleichzeitiger Einhaltung von Zeitaussagen erfordern neue Konzepte in der Vernetzung elektronischer Komponenten im Fahrzeug. Echtzeit-Ethernet ist ein geeigneter Kandidat diese Problemstellung zu lösen. Um frühzeitig im Entwicklungsprozess Komponenten und Systeme zu testen hat sich die Restbussimulation als adäuates Mittel etabliert. In dieser Thesis wird eine Restbussimulationsmethodik für Echtzeit-Ethernet-Netzwerke entwickelt, mit der es möglich ist, Systeme in frühen Entwicklungsphasen auf funktionale und nicht-funktionale Anforderungen mittels abstrakter Testfälle zu testen. Dazu wird auf die Modellierung von zeitlichen Anforderungen von Echtzeit-Ethernet-Systemen eingegangen und ein abstraktes Testfallmodell entwickelt, das Testfälle nicht-funktionaler Leistungsanforderungen beschreibt und gleichzeitig als Simulationsmodell für den Restbussimulator dient. Die entwickelte Methodik wird anschließend exemplarisch an einer Automotive-Echtzeit-Ethernet-Anwendung angewendet.

      @MastersThesis{   b-eerbf-14,
        author        = {Florian Bartols},
        title         = {Echtzeit Ethernet Restbussimulation: Fr{\"u}hzeitiges
                        Modellbasiertes Testen in Fahrzeugnetzwerken der
                        n{\"a}chsten Generation},
        month         = apr,
        year          = 2014,
        school        = {Hochschule f{\"u}r Angewandte Wissenschaften Hamburg},
        address       = {Hamburg},
        abstract      = { Die zunehmende Komplexit{\"a}t automobiler Netzwerke und
                        deren steigende Bandbreitenan- forderungen bei
                        gleichzeitiger Einhaltung von Zeitaussagen erfordern neue
                        Konzepte in der Vernetzung elektronischer Komponenten im
                        Fahrzeug. Echtzeit-Ethernet ist ein geeigneter Kandidat
                        diese Problemstellung zu l{\"o}sen. Um fr{\"u}hzeitig im
                        Entwicklungsprozess Komponenten und Systeme zu testen hat
                        sich die Restbussimulation als ad{\"a}uates Mittel
                        etabliert. In dieser Thesis wird eine
                        Restbussimulationsmethodik f{\"u}r
                        Echtzeit-Ethernet-Netzwerke entwickelt, mit der es
                        m{\"o}glich ist, Systeme in fr{\"u}hen Entwicklungsphasen
                        auf funktionale und nicht-funktionale Anforderungen mittels
                        abstrakter Testf{\"a}lle zu testen. Dazu wird auf die
                        Modellierung von zeitlichen Anforderungen von
                        Echtzeit-Ethernet-Systemen eingegangen und ein abstraktes
                        Testfallmodell entwickelt, das Testf{\"a}lle
                        nicht-funktionaler Leistungsanforderungen beschreibt und
                        gleichzeitig als Simulationsmodell f{\"u}r den
                        Restbussimulator dient. Die entwickelte Methodik wird
                        anschlie{\ss}end exemplarisch an einer
                        Automotive-Echtzeit-Ethernet-Anwendung angewendet.},
        type          = {mastersthesis},
        entrysubtype  = {mastersthesis},
        langid        = {ngerman}
      }

    2012

    • Hermand Dieumo Kenfack. Designmigrationsstrategien von FlexRay nach Time-Triggered Ethernet. Apr. 2012, Masterthesis. Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg.
      [Abstract], [Fulltext Document (pdf)], [Slides (pdf)], [Bibtex]

      Ein Automobil-Netzwerk ist ein komplexes, verteiltes System, an das eine Vielfalt von An- forderungen (Determinismus, hohe Bandbreite, etc.) gestellt werden. Viele herkömmliche Protokolle wie LIN und CAN sind diesen Anforderungen nicht gewachsen. Daher werden al- ternative Lösungen untersucht. Momentan gibt es zwei viel versprechende Lösungen: FlexRay und TTEthernet. Obwohl FlexRay sich in der Automobil-Industrie bereits etabliert hat, weist TTEthernet zusätzliche Vorteile (preiswerter, höhere Bandbreite, etc.) auf. So ist der Wechsel von FlexRay nach TTEthernet lohnenswert. In dieser Arbeit werden Migrationsstrategien, welche demonstrieren, dass dieser Wechsel möglich ist, entwickelt. Dabei wird der Fokus auf das Kommunikationsmodell der verteilten Anwendungen gelegt. Die Migrationsstrategien werden anhand ausgewählter Automobil-Anwendungen validiert.

      @MastersThesis{   k-dftte-12,
        author        = {Hermand {Dieumo Kenfack}},
        title         = {{Designmigrationsstrategien von FlexRay nach
                        Time-Triggered Ethernet}},
        month         = apr,
        year          = 2012,
        school        = {Hochschule f{\"u}r Angewandte Wissenschaften Hamburg},
        address       = {Hamburg},
        abstract      = {Ein Automobil-Netzwerk ist ein komplexes, verteiltes
                        System, an das eine Vielfalt von An- forderungen
                        (Determinismus, hohe Bandbreite, etc.) gestellt werden.
                        Viele herk{\"o}mmliche Protokolle wie LIN und CAN sind
                        diesen Anforderungen nicht gewachsen. Daher werden al-
                        ternative L{\"o}sungen untersucht. Momentan gibt es zwei
                        viel versprechende L{\"o}sungen: FlexRay und TTEthernet.
                        Obwohl FlexRay sich in der Automobil-Industrie bereits
                        etabliert hat, weist TTEthernet zus{\"a}tzliche Vorteile
                        (preiswerter, h{\"o}here Bandbreite, etc.) auf. So ist der
                        Wechsel von FlexRay nach TTEthernet lohnenswert. In dieser
                        Arbeit werden Migrationsstrategien, welche demonstrieren,
                        dass dieser Wechsel m{\"o}glich ist, entwickelt. Dabei wird
                        der Fokus auf das Kommunikationsmodell der verteilten
                        Anwendungen gelegt. Die Migrationsstrategien werden anhand
                        ausgew{\"a}hlter Automobil-Anwendungen validiert.},
        type          = {mastersthesis},
        entrysubtype  = {mastersthesis},
        langid        = {ngerman}
      }

    2011

    • Till Steinbach. Echtzeit-Ethernet für Anwendungen im Automobil: Metriken und deren simulationsbasierte Evaluierung am Beispiel von TTEthernet. Feb. 2011, Masterthesis. Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg.
      [Abstract], [Fulltext Document (pdf)], [Slides (pdf)], [Bibtex]

      Durch die Zunahme von elektronischen Systemen, insbesondere im Fahrerassistenz- und Komfortbereich, kommen die etablierten Automotive-Kommunikationstechnologien an die Grenze ihrer Leistungsfähigkeit. Ein neuer Ansatz für die Kommunikation zwischen Steuergeräten im Automobil ist der Einsatz von Ethernet. Echtzeit-Erweiterungen haben den Einsatzbereich von standard switched Ethernet auf zeitkritische Anwendungen ausgedehnt. Diese Arbeit leistet einen Beitrag zur Bewertung dieser neuen Konzepte, indem eine simulationsbasierte Evaluierungstrategie für die Ermittlung von Kenngrößen (Metriken) Echtzeit-Ethernet-basierter Vermittlungsinfrastrukturen entwickelt wird. Eine Überprüfung anhand einer Fallstudie einer realen Applikation zeigt, dass sich der entwickelte Evaluierungsprozess für erste Untersuchungen von Ethernet-basierten Automotive-Anwendungen gut eignet. Eine gründliche Analyse des Simulationsmodells, welche die Simulationsergebnisse mit Berechnungen eines mathematischen Modells und Messungen auf echter Hardware vergleicht, belegt die Gültigkeit der Implementierung und der mit ihr ermittelten Kenngrößen.

      @MastersThesis{   s-reaam-11,
        author        = {Till Steinbach},
        title         = {{Echtzeit-Ethernet f{\"u}r Anwendungen im Automobil:
                        Metriken und deren simulationsbasierte Evaluierung am
                        Beispiel von TTEthernet}},
        month         = feb,
        year          = 2011,
        school        = {Hochschule f{\"u}r Angewandte Wissenschaften Hamburg},
        address       = {Hamburg},
        abstract      = {Durch die Zunahme von elektronischen Systemen,
                        insbesondere im Fahrerassistenz- und Komfortbereich, kommen
                        die etablierten Automotive-Kommunikationstechnologien an
                        die Grenze ihrer Leistungsf{\"a}higkeit. Ein neuer Ansatz
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                        Automobil ist der Einsatz von Ethernet.
                        Echtzeit-Erweiterungen haben den Einsatzbereich von
                        standard switched Ethernet auf zeitkritische Anwendungen
                        ausgedehnt. Diese Arbeit leistet einen Beitrag zur
                        Bewertung dieser neuen Konzepte, indem eine
                        simulationsbasierte Evaluierungstrategie f{\"u}r die
                        Ermittlung von Kenngr{\"o}{\ss}en (Metriken)
                        Echtzeit-Ethernet-basierter Vermittlungsinfrastrukturen
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                        Fallstudie einer realen Applikation zeigt, dass sich der
                        entwickelte Evaluierungsprozess f{\"u}r erste
                        Untersuchungen von Ethernet-basierten
                        Automotive-Anwendungen gut eignet. Eine gr{\"u}ndliche
                        Analyse des Simulationsmodells, welche die
                        Simulationsergebnisse mit Berechnungen eines mathematischen
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                        belegt die G{\"u}ltigkeit der Implementierung und der mit
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