BA – Analyse der (Energie-)Effizienz von Software zur Schaltungssimulation

Die digitale Auslegung und Optimierung von (leistungs-)elektronischen Systemen erfordert eine Vielzahl an Schaltungsauswertungen. Bei komplexen Optimierungsproblemen müssen dabei mehrere hunderttausend Schaltungen berechnet werden. In jeder Schaltung wird dabei die Interaktion der Bauelemente mit Quellen und Lasten durch sogenannte Netzlisten beschrieben. Mit Hilfe von Schaltungssimulatoren können diese Probleme im Zeit- oder Frequenzbereich gelöst und alle relevanten Kenngrößen extrahiert werden.
Im Rahmen dieser Arbeit soll untersucht werden, wie energieeffizient unterschiedliche Softwaretools z.B. LTSpice (Windows als Stand-Alone, bzw. Linux via Wine), Xyce oder ngspice/cuspice leistungselektronische Schaltungen lösen. Als Referenzbeispiele dienen Standardanwendungen wie Boost- und Push-Pull-Converter.
Neben dem Aufbau der Schaltungen müssen die individuellen Steuerungsparameter der verschiedenen Programme in Hinblick auf eine effiziente Lösung der Netzwerke untersucht werden. Darüber hinaus muss, ähnlich wie in [1], [2] eine software-basierte Messung der verbrauchten Berechnungsressourcen (ggf. auf unterschiedlicher Hardware) erfolgen. Die Ergebnisse sind anschließend in eine Abschätzung des benötigten Energieverbrauc hs für unterschiedliche Softwaretools und Schaltungen überzuführen.

Betreuer: Dr.-Ing. Andreas Roßkopf (Fraunhofer IISB)

Für Studienfächer: EEI, Mechatronik, Energietechnik,

Frühest möglicher Beginn: ab sofort

Verantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Martin März