Onderzoek & ontwikkeling van modulaire hardware- en softwarearchitecturen

Context & achtergrond

CTRL Engineering ontwikkelt geavanceerde automatiserings- en besturingsoplossingen voor industriële toepassingen, waaronder op maat gemaakte testbanken, motion control-systemen en datagestuurde engineeringoplossingen. Een belangrijk onderdeel van dit werk is de interne hardware- (elektronica) ontwikkeling voor edge- en IoT-apparaten. Naarmate deze apparaten complexer en diverser worden, groeit de behoefte aan schaalbare en herbruikbare benaderingen voor zowel PCB-ontwerp als embedded firmware.

Momenteel worden hardwaremodules vaak op een sterk gekoppelde manier ontwikkeld, wat hun herbruikbaarheid over projecten heen beperkt. CTRL wil graag strategieën voor modularisatie verkennen, zowel in elektronica als in firmware, om een flexibele en schaalbare architectuur te bouwen voor next-generation edge-apparaten.

Doelstelling van de thesis

Het doel van deze thesis is het onderzoeken en ontwikkelen van een modulaire ontwerparchitectuur voor hardware en firmware gericht op edge/IoT-apparaten. De student onderzoekt strategieën voor de standaardisatie van modulaire PCB’s — inclusief efficiënte, low pin-count interfaces tussen een basisboard en verwisselbare modules — en verkent hoe firmware dergelijke hardware dynamisch kan ondersteunen via autodetectie, identificatie en configuratie. Op basis van dit onderzoek worden een of meer proof-of-concepts of prototypes ontwikkeld om de voorgestelde architectuur te valideren.

Onderzoeksresultaten

• Een technisch onderzoeksrapport dat modularisatiestrategieeen voor zowel PCB-ontwerp als embedded firmware evalueert.
• Een analyse van communicatieprotocollen, stroomverdeling en mechanische/elektrische interfacestrategieeen voor modulaire boards.
• Een gedocumenteerde firmware-architectuur die autodetectie, identificatie en dynamische configuratie van aangesloten modules ondersteunt.
• Een of meer proof-of-concept prototypes die de voorgestelde modulaire hardware- en softwarearchitectuur valideren.

Voorbeelden van onderzoeksvragen

• “What are the most effective low pin-count interfacing methods between a baseboard and interchangeable hardware modules?”
• “How can firmware be designed to automatically detect, identify, and configure modular hardware components at runtime?”
• “What design principles best ensure scalability and reusability in modular PCB and firmware architectures for edge devices?”

Studentenprofiel

We zijn op zoek naar een gemotiveerde student met een oprechte interesse in elektronica, hardwareontwerp en embedded systemen. Relevante vaardigheden en interesses zijn onder meer:

• Ervaring of sterke interesse in PCB-ontwerp en elektronica-hardwareontwikkeling
• Kennis van embedded firmware-ontwikkeling (C, C++ of vergelijkbaar)
• Vertrouwdheid met communicatieprotocollen (I²C, SPI, UART, enz.)
• Interesse in modulair systeemontwerp, schaalbaarheid en hardware-abstractie
• Vermogen om zelfstandig te werken en bevindingen duidelijk te documenteren

Specialiteit: Elektronica, Hardware, Firmware — 1 studentplaats beschikbaar.

Interesse?

We horen graag van je! Neem contact op met de betrokken CTRL-contactpersoon voor dit voorstel. We plannen graag een kennismakingsgesprek om te bekijken of jouw wensen en onze verwachtingen op elkaar aansluiten.