Studentische Hilfskräfte/Thesis - Entwicklung einer universellen Firmwarearchitektur

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.

Für unser Team suchen wir dauerhaft Student*innen (max. 19,5 Std./Woche), die unsere Wissenschaftler*innen unterstützen und so zu einem erfolgreichen Forschungsbetrieb beitragen.

Bei uns bist Du von Beginn an in das Team und die laufenden Projekte integriert. Wenn Du dein Engagement und Wissen voll einbringen möchtest, kannst Du schon früh Verantwortung und neue Aufgaben übernehmen und selbstständig bearbeiten – unabhängig davon, ob im Praktikum, als studentische Hilfskraft oder im Rahmen einer Abschlussarbeit.

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 „S/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 somit einen wesentlichen Beitrag zur Realisierung von radarbasierter Echtzeit-Messtechnik.

Hier sorgst Du für Veränderung

• Analyse der bestehenden Firmwarearchitektur verschiedener Radarsensoren
• Anforderungsanalyse anhand konkreter Anwendungsszenarien industrieller Radarsensoren
• Analyse gängiger Embedded-Architektur Ansätze (Struktur- und Verhaltensmodelle) und Prüfung auf deren
• Anwendbarkeit auf Basis der erstellten Anforderungsanalyse
• Ausarbeitung einer neuen universellen Firmwarearchitektur (UML):
• Aufstellen von Use-Cases und User-Stories
• Identifikation von Komponenten und deren Anforderungen
• Erstellen von Sequenzen und Aktivitäten
• Ausarbeiten von Schnittstellenspezifikationen
• Komponentendesign in Form von Klassendiagrammen
• Aufbau neuer und Erweiterung bestehender Softwarebibliotheken (C++)
• Planung und Erstellung von Unit-Tests für neue Komponenten
• Implementierung und Testen neuer Komponenten
• Redesign einer bestehenden Firmware auf Basis der neuen Firmwarearchitektur
• Evaluation der neuen Architektur gegenüber den zuvor erstellten Anforderungen
• Dokumentation des Entwicklungsprozesses
  
  
  

Beispiel Thesis-Themen:

"Entwurf und Referenzimplementierung einer modularen Firmware-Architektur für industrielle Radarsensoren"

Diese Arbeit entwirft eine wiederverwendbare, modulare Firmware-Architektur für industrielle Radarsensoren unter Berücksichtigung branchenspezifischer Anforderungen wie Echtzeitverarbeitung, Signaldatenfluss und Hardwareabstraktion. Der Architekturentwurf wird mittels UML formal modelliert und durch eine Referenzimplementierung mit zugehöriger Unit-Test-Suite hinsichtlich Korrektheit und Portierbarkeit validiert. Ziel ist eine universell einsetzbare Architekturvorlage, die als Grundlage für verschiedene Radarsensor-Varianten im industriellen Umfeld dient und den Entwicklungsaufwand bei Neuprojekten reduziert.

"Systematische Bewertung von Softwarearchitekturmustern für ressourcenbeschränkte eingebettete Systeme"

Diese Arbeit untersucht etablierte Softwarearchitekturmuster im Kontext eingebetteter Systeme und entwickelt einen strukturierten Bewertungsrahmen hinsichtlich Kriterien wie Echtzeitfähigkeit, Skalierbarkeit, Testbarkeit und Ressourceneffizienz. Anhand ausgewählter Anwendungsszenarien werden die Architekturansätze gegenübergestellt, um praxisnahe Entscheidungshilfen für den systematischen Entwurf von Firmware-Architekturen abzuleiten.

Hiermit bringst Du Dich ein

• Aktuelle Immatrikulation in einem mathematischen, naturwissenschaftlichen bzw. ingenieurwissenschaftlichen Studienfach
• Hohes Interesse an Softwarearchitektur und Softwaredesign
• Grundlegende Kenntnisse gängiger Entwurfsmuster und Designgrundsätze
• Grundlegende Kenntnisse in UML
• Interesse an objektorientierter Programmierung und echtzeitfähigen Systemen sowie Spaß am Planen, Optimieren und Implementieren von Softwarelösungen
• Solide theoretische und praktische Grundlagen des objektorientierten Programmierens, idealerweise in C++
• Grundlegende Kenntnisse von zentralen Konzepten der Softwareentwicklung (Entwurfsmuster, Testgetriebende Entwicklung, Versionskontrolle, etc.)
• Erste Erfahrungen im Bereich der Embedded-Entwicklung (uC, SOC, FPGA, o.Ä.)
  
  
  

Optional:

• Erfahrung im Arbeiten unter Linux-basierten Systemen sowie sicherer Umgang mit der Linux-Kommandozeile
• Erfahrung im Umgang mit Build-Systemen (z. B. CMake, QMake, Autotools oder vergleichbare Tools)
• Sichrer Umgang mit Versionskontroll-Systemen wie Git oder SVN
• Kenntnisse in der Entwicklung echtzeitfähiger Anwendungen
  
  
  

Was wir für Dich 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
  
  
  

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. Unsere Aufgaben sind vielfältig und anpassbar – für Bewerber*innen mit Behinderung finden wir gemeinsam Lösungen, die ihre Fähigkeiten optimal fördern.

Die wöchentliche Arbeitszeit beträgt 39 Stunden. Die Stelle kann auch in Teilzeit besetzt werden. Anstellung, Vergütung und Sozialleistungen richten sich nach dem Tarifvertrag für den öffentlichen Dienst (TVöD).

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 bewirb Dich jetzt, und mach einen Unterschied! Nach Eingang Deiner Online-Bewerbung erhältst Du eine automatische Empfangsbestätigung. Dann melden wir uns schnellstmöglich und sagen Dir, wie es weitergeht.

Fragen zu dieser Position beantwortet Dir gerne:

Sabine Gütgemann

Tel.: +49 160 966 519 27E-Mail: [email protected]

Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR

www.fhr.fraunhofer.de

Kennziffer: 85162 Bewerbungsfrist: 07.08.2026