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NAND flash memory is widely used for data storage due to low power consumption, high throughput, short random access latency, and high density. The storage density of the NAND flash memory devices increases from one generation to the next, albeit at the expense of storage reliability.
Our objective in this dissertation is to improve the reliability of the NAND flash memory with a low hard implementation cost. We investigate the error characteristic, i.e. the various noises of the NAND flash memory. Based on the error behavior at different life-aging stages, we develop offset calibration techniques that minimize the bit error rate (BER).
Furthermore, we introduce data compression to reduce the write amplification effect and support the error correction codes (ECC) unit. In the first scenario, the numerical results show that the data compression can reduce the wear-out by minimizing the amount of data that is written to the flash. In the ECC scenario, the compression gain is used to improve the ECC capability. Based on the first scenario, the write amplification effect can be halved for the considered target flash and data model. By combining the ECC and data compression, the NAND flash memory lifetime improves three fold compared with uncompressed data for the same data model.
In order to improve the data reliability of the NAND flash memory, we investigate different ECC schemes based on concatenated codes like product codes, half-product codes, and generalized concatenated codes (GCC). We propose a construction for high-rate GCC for hard-input decoding. ECC based on soft-input decoding can significantly improve the reliability of NAND flash memories. Therefore, we propose a low-complexity soft-input decoding algorithm for high-rate GCC.
Despite the importance of Social Life Cycle Sustainability Assessment (S-LCSA), little research has addressed its integration into Product Lifecycle Management (PLM) systems. This paper presents a structured review of relevant research and practice. Also, to address practical aspects in more detail, it focuses on challenges and potential for adoption of such an integrated system at an electronics company.
We began by reviewing literature on implementations of Social-LCSA and identifying research needs. Then we investigated the status of Social-LCSA within the electronics industry, both by reviewing literature and interviewing decision makers, to identify challenges and the potential for adopting S-LCSA at an electronics company. We found low maturity of Social-LCSA, particularly difficulty in quantifying social sustainability. Adoption of Social-LCSA was less common among electronics industry suppliers, especially mining & smelting plants. Our results could provide a basis for conducting case studies that could further clarify issues involved in integrations of Social-LCSA into PLM systems.
A residual neural network was adapted and applied to the Physionet/Computing data in Cardiology Challenge 2020 to detect 24 different classes of cardiac abnormalities from 12-lead. Additive Gaussian noise, signal shifting, and the classification of signal sections of different lengths were applied to prevent the network from overfitting and facilitating generalization. Due to the use of a global pooling layer after the feature extractor, the network is independent of the signal’s length. On the hidden test set of the challenge, the model achieved a validation score of 0.656 and a full test score of 0.27, placing us 15th out of 41 officially ranked teams (Team name: UC_Lab_Kn). These results show the potential of deep neural networks for ap- plication to raw data and a complex multi-class multi-label classification problem, even if the training data is from di- verse datasets and of differing lengths.
In previous studies, we used a method for detecting stress that was based exclusively on heart rate and ECG for differentiation between such situations as mental stress, physical activity, relaxation, and rest. As a response of the heart to these situations, we observed different behavior in the Root Mean Square of the Successive differences heartbeats (RMSSD). This study aims to analyze Virtual Reality via a virtual reality headset as an effective stressor for future works. The value of the Root Mean Square of the Successive Differences is an important marker for the parasympathetic effector on the heart and can provide information about stress. For these measurements, the RR interval was collected using a breast belt. In these studies, we can observe the Root Mean Square of the successive differences heartbeats. Additional sensors for the analysis were not used. We conducted experiments with ten subjects that had to drive a simulator for 25 minutes using monitors and 25 minutes using virtual reality headset. Before starting and after finishing each simulation, the subjects had to complete a survey in which they had to describe their mental state. The experiment results show that driving using virtual reality headset has some influence on the heart rate and RMSSD, but it does not significantly increase the stress of driving.
The reliability of flash memories suffers from various error causes. Program/erase cycles, read disturb, and cell to cell interference impact the threshold voltages and cause bit errors during the read process. Hence, error correction is required to ensure reliable data storage. In this work, we investigate the bit-labeling of triple level cell (TLC) memories. This labeling determines the page capacities and the latency of the read process. The page capacity defines the redundancy that is required for error correction coding. Typically, Gray codes are used to encode the cell state such that the codes of adjacent states differ in a single digit. These Gray codes minimize the latency for random access reads but cannot balance the page capacities. Based on measured voltage distributions, we investigate the page capacities and propose a labeling that provides a better rate balancing than Gray labeling.
Dieses besondere Lehrbuch führt in die Berechnung von Verbrennungsmotoren ein, geht dabei von aktuellen Fragestellungen z. B. zur Fahrzeugdynamik oder Motorthermodynamik aus und stellt bei der Lösung die notwendige Theorie mit bereit. Damit auch Quereinsteiger erfolgreich sind, ist in einem Verzeichnis aufgeführt, welche theoretischen Kenntnisse man für die Lösung der jeweiligen Aufgabe benötigt und in welchem Abschnitt des Buches diese hergeleitet werden. Alle Berechnungen werden in Excel durchgeführt.
In der vorliegenden Auflage wurden aktuelle Beispiele zur Motoreffizienz, zum Motorkennfeld, zur Lastpunktanhebung, zum Fahrzyklus WLTC und zu realen Fahrzyklen (RDE) ergänzt.
Der Inhalt:
- Fahrwiderstand und Motorleistung
- Kraftstoffe und Stöchiometrie
- Motorleistung und Mitteldruck
- Motorthermodynamik
- Motormechanik
- Fahrzeugdynamik
- Hybrid- und Elektrofahrzeuge
- Aufladung von Verbrennungsmotoren
Die Zielgruppen:
Studierende des Maschinenbaus und der Kfz-Technik an Hochschulen in Bachelor- und Masterstudiengängen; Motoreningenieure, die sich mit verbrennungsmotorischen Fragestellungen beschäftigen; Absolventen von Weiterbildungskursen auf Meisterniveau
Der Autor Dr.-Ing. Klaus Schreiner ist Professor an der HTWG Konstanz und Leiter des Labors für Verbrennungsmotoren in der Fakultät Maschinenbau. Er war viele Jahre lang Didaktikbeauftragter seiner Hochschule. Im Jahr 2008 erhielt er den Lehrpreis des Landes Baden-Württemberg.
What drives entrepreneurial action to create a lasting impact? The creation of new ventures that aim at having an impact beyond their financial performance face additional challenges: achieving economic sustainability and at the same time addressing social or environmental issues. Little is known on how these new hybrid organizations, aiming for multiple impact dimensions, manage to be congruent with their blended values. A dataset of 4,125 early-stage ventures is used to gain insights into how blended values are converted into financial, social and environmental impacts, giving shape to different types of hybrid organizations. Our findings suggest new hybrid organizations might opt to sacrifice financial impact to achieve social impact, yet this is not the case when they aim to generate environmental or sustainable impact. Therefore, the tensions and sacrifices related to holding blended values are not homogeneous across all types of new hybrid organizations.
Im vorliegenden Beitrag wird der Einfluss der Modellierung des Kellergeschosses auf die Querkraft und die Verformungen von im Kellergeschoss eingespannten Stahlbeton‐Aussteifungswänden untersucht. Der Querkraftverlauf der Wand und die Verschiebung am Kopf der Wand werden mit den entsprechenden, am vereinfachten Kragwandmodell ermittelten Werten verglichen, bei dem die Wand auf Höhe der Kellerdecke voll eingespannt ist und die Weiterleitung der Schnittkräfte im Kellergeschoss nicht näher betrachtet wird. Für die Berücksichtigung des Kellergeschosses wird zunächst eine gelenkige Festhaltung durch die Kellerdecke und die Bodenplatte betrachtet, wodurch sich eine unrealistisch große Wandquerkraft im Kellergeschoss ergibt. Danach wird ein verfeinertes Modell mit Teileinspannung in der Bodenplatte und nachgiebiger Halterung durch die Kellerdecke untersucht. Es werden Empfehlungswerte für die Federkonstante der Drehfeder auf Höhe der Bodenplatte und der horizontalen Translationsfeder auf Höhe der Kellerdecke angegeben, die in der Praxis Anwendung finden können. Es wird besonders der Frage nachgegangen, welche Einflüsse die Berücksichtigung des Kellergeschosses bei der Erdbebenbemessung der Aussteifungswände hat. Dabei wird einerseits die Systemsteifigkeit, von der die Erdbebenersatzlasten abhängen, und andererseits die mögliche Verschiebungsduktilität, von der der mögliche Verhaltensbeiwert q abhängt, betrachtet.
In diesem Beitrag wird eine Methode des maschinellen Lernens entwickelt, die die Schlafstadienerkennung untersucht. Übliche Methoden der Schlafanalyse basieren auf der Polysomnographie (PSG). Der präsentierte Ansatz basiert auf Signalen, die ausschließlich nicht-invasiv in einer häuslichen Umgebung gemessen werden können. Bewegungs-, Herzschlags- und Atmungssignale können vergleichsweise leicht erfasst werden aber die Erkennung der Schlafstadien ist dadurch erschwert. Die Signale werden als Zeitreihenfolge strukturiert und in Epochen überführt. Die Leistungsfähigkeit von maschinellem Lernen wird der Polysomnographie gegenübergestellt und bewertet.
Digital technology and architecture have become inseparable, with new approaches and methodologies not just affecting the workflows and practice of architects but shaping the very character of architecture.
This compendious work offers a wide-ranging orientation to the new landscape with its opportunities, its challenges, and its vast potential.
Die Projektaufgabe bestand darin, den aktuellen Laborversuch zu modernisieren, indem die Kommunikation zwischen dem Versuchsaufbau und Laborrechner nicht wie bisher über Wandlerkarten stattfindet, sondern über EtherCAT und TwinCAT 3.
Die Installation von TwinCAT 3 mit den zugehörigen Erweiterungen und erforderlichen Programmen stellt sich als sehr umfangreich und schwierig dar, was die Installationsanleitungen zeigen. Außerdem gab es sehr viele Fehlerquellen, die nicht auf Anhieb ersichtlich waren, wie das Aktualisieren der aktuellen MATLAB Version. Ist die Installation abgeschlossen kann die Kommunikation zwischen MATLAB und TwinCAT relativ einfach umgesetzt werden.
In der Projektarbeit wurde anfangs dann die Kommunikation mit mehreren Tests überprüft und Optimierungen vorgenommen. So wurde zum Beispiel die Wegbegrenzung angepasst. Schwierigkeiten zeigten sich bei der Bedienung über MATLAB oder beim Abstürzen von MATLAB, da beim Stoppen oder Abstürzen von MATLAB, der zuletzt gesendete Wert immer noch an TwinCAT 3 anliegt und somit der Aktor weiter verfahren würde. Diese sehr gefährliche Situation wäre ein gravierender Nachteil, gegenüber der alten Kommunikation mit einer Wandlerkarte. Um einen sicheren Stopp zu garantieren, wird über ein neues TcCOM Objekt der Matlab-Status mit einem Togglebit überprüft, ändert sich der Wert des Bits nicht mehr, stoppt die Anlage sicher.
Um einen Vergleich mit dem bisherigen Masterversuch erhalten zu können, wurde die Strecke mit der neuen Kommunikation untersucht und ein passender Regler dafür auszulegt.
Die Auswertung der Impulsantwort sowie der „Spectrum-Analyse“ zeigten beim Vergleich mit den Schnittstellen gleiche Ergebnisse, somit sind die Versuche bei dem Laborversuch ohne Einschränkungen durchführbar. Die Auslegung des Reglers zeigte entgegen den Prognosen der Beckhoff-Experten sehr gute Ergebnisse und die Kommunikation über die Schnittstelle zeigte keine Probleme.
Einschränkungen zeigten sich jedoch bei der einzustellenden Abtastzeit, da eine Abtastzeit unter 2ms nicht möglich ist. Zwar kann man eine geringere Abtastzeit einstellen, jedoch zeigt sich bei der Auswertung, dass die Schnittstelle mit Abtastzeiten unter 2ms Probleme aufweist. Die Rechendauer wird deutlich größer und die größere Anzahl an Messpunkte kann nicht richtig verarbeitet werden. Ein Regler kann damit nicht implementiert werden.
Die Projektarbeit konnte somit erfolgreich angeschlossen werden und bis auf die aufwendige Installation sind die Erweiterungen von Beckhoff sehr zuverlässig und gut zu bedienen. Die ersten Voruntersuchen waren positiv, somit kann auch an weiteren Laborrechnern eine Umstellung der Schnittstelle in Betracht gezogen werden.
This work is a study about a comparison of survey tools and it should help developers in selecting a suited tool for application in an AAL environment. The first step was to identify the basic required functionality of the survey tools used for AAL technologies and to compare these tools by their functionality and assignments. The comparative study was derived from the data obtained, previous literature studies and further technical data. A list of requirements was stated and ordered in terms of relevance to the target application domain. With the help of an integrated assessment method, the calculation of a generalized estimate value was performed and the result is explained. Finally, the planned application of this tool in a running project is explained.
For a long time, the use of intermediate products in production has been growing more rapidly in most countries than domestic production. This is a strong indication of more interdependency in production. The main purpose of input-output analysis is to study the interdependency of industries in an economy. Often the term interindustry analysis is also used. Therefore, the exchange of intermediate products is a key issue of input-output analysis. We will use input–output data for this study that the author prepared for the new ‘Handbook on Supply, Use and Input–Output Tables with Extensions and Applications’ of the United Nations. The supply use and input–output tables contain separate valuation matrices for trade margins, transport margins, value added tax, other taxes on products and subsidies on products. For the study, two input–output models were developed to evaluate the impact of fuel subsidy and taxation reform on output, gross domestic product, inflation and trade. Six scenarios are discussed covering different aspects of the reform.
Many resource-constrained systems still rely on symmetric cryptography for verification and authentication. Asymmetric cryptographic systems provide higher security levels, but are very computational intensive. Hence, embedded systems can benefit from hardware assistance, i.e., coprocessors optimized for the required public key operations. In this work, we propose an elliptic curve cryptographic coprocessors design for resource-constrained systems. Many such coprocessor designs consider only special (Solinas) prime fields, which enable a low-complexity modulo arithmetic. Other implementations support arbitrary prime curves using the Montgomery reduction. These implementations typically require more time for the point multiplication. We present a coprocessor design that has low area requirements and enables a trade-off between performance and flexibility. The point multiplication can be performed either using a fast arithmetic based on Solinas primes or using a slower, but flexible Montgomery modular arithmetic.
In this work, we investigate a hybrid decoding approach that combines algebraic hard-input decoding of binary block codes with soft-input decoding. In particular, an acceptance criterion is proposed which determines the reliability of a candidate codeword. For many received codewords the stopping criterion indicates that the hard-decoding result is sufficiently reliable, and the costly soft-input decoding can be omitted. The proposed acceptance criterion significantly reduces the decoding complexity. For simulations we combine the algebraic hard-input decoding with ordered statistics decoding, which enables near maximum likelihood soft-input decoding for codes of small to medium block lengths.
We propose and apply a requirements engineering approach that focuses on security and privacy properties and takes into account various stakeholder interests. The proposed methodology facilitates the integration of security and privacy by design into the requirements engineering process. Thus, specific, detailed security and privacy requirements can be implemented from the very beginning of a software project. The method is applied to an exemplary application scenario in the logistics industry. The approach includes the application of threat and risk rating methodologies, a technique to derive technical requirements from legal texts, as well as a matching process to avoid duplication and accumulate all essential requirements.