Auf der Suche nach Determinanten der erfolgreichen beruflichen Integration in den allgemeinen Arbeitsmarkt wurden Teilnehmer einer Integrationsmaßnahme für psychisch beeinträchtigte Menschen bei der REHAaktiv darr GmbH sowohl qualitativ als auch quantitativ untersucht. Es handelt sich um eine prospektive Längsschnitt- bzw. Kohortenstudie. Der umfangreichere Quantitative Teil der Arbeit beinhaltet die Auswertung erhobener demographischer, psychodiagnostischer und persönlicher (Freizeit, finanzielle Situation) Daten von n=206 Maßnahmeteilnehmern bezüglich der Zielvariablen erfolgreiche berufliche Integration direkt nach der Maßnahme, nach einem halben Jahr sowie nach einem Jahr und Abbruch der Maßnahme aus gesundheitlichen Gründen sowie Anzahl krankheitsbedingter Fehlzeiten während der Maßnahmedauer. Als Prädiktoren der erfolgreichen beruflichen Integration konnten ein hohes Intelligenzniveau, ein guter Schulabschluss, das Vorhandensein eines Partners, ein mittleres bis hohes Engagement, gute Kontrollstrategien innerhalb der Stressbewältigung sowie ein höheres Einkommen zu Maßnahmebeginn gefunden werden. Die Einnahme von Medikamenten, ein höheres Alter, eine vorhandene Berufsunfähigkeit sowie eine subjektiv höhere Einschätzung der psychosomatischen Beschwerden wurden als Prädiktoren des Maßnahmeabbruchs aus gesundheitlichen Gründen identifiziert. Die Anzahl krankheitsbedingter Fehlzeiten wurde durch die beiden Prädiktoren psychosomatische Beschwerden sowie das Fehlen der Diagnose Schizophrenie, vorher gesagt. Im zweiten Teil der Arbeit erfolgte die Auswertung der qualitativen Interviews von jeweils sechs erfolgreich integrierten und sechs nicht integrierten Maßnahmeteilnehmern. Als Ergebnis konnten die generellen Bedeutungsschwerpunkte Empfundene Unterstützung durch die Mitarbeiter, fehlende berufliche Orientierung sowie die große Bedeutung der Praktika und der Seminargruppe herausgestellt werden. Individuelle Unterschiede in Bezug auf den Integrationserfolg zeigten sich bezüglich der Bedeutung der Arbeit, der Fähigkeit zur Stressbewältigung, der Selbsteinschätzung und der Einstellung zur Maßnahme. / Searching for determinants for the successful integration into the general job market, participants in a rehabilitation program for the mental handicapped carried out by REHAaktiv darr GmbH were studied qualitatively und quantitatively. This was a prospective longitudinal or cohort study. The more extensive, quantitative part of the study consists of an analysis of the demographic, psychodiagnostic and personal (leisure time, financial situation) data ascertained from n=206 participants with regard to the variable objectives of the successful integration immediately after completion of the scheme, after six months and one year as well as after dropping out of the scheme for health reasons as well as the number of days absent for health reasons during the scheme. Predictors of a successful integration are high intelligence, high school graduation, the presence of a partner, a mid to high level of commitment, good strategies of control as soon as a higher income in the beginning of the program. Medication, advanced age, vocational disability and subjectively higher assessment of the psychosomatic troubles were identified as predictors for dropping out of the scheme for health reasons. The number of absences due to illness was predicted by the predictors psychosomatic disorders as well as the absence of a diagnosis schizophrenia. The second part of the study consisted of the assessment of the qualitative interviews with six participants who were successfully integrated and six who were not. The result that emerged emphasized the amount of support from the REHAaktiv personnel “felt” by the participants, a lack of career orientation on their part as well as the great importance of the practical training and the seminar group. Individual differences with respect to the success of the integration could be attributed to the importance of work, the ability to deal with stress and mental attitude to the scheme.

Inspired by neurobiological systems, Spiking Neural Networks (SNNs) are gaining an increasing interest in the field of bio-inspired machine learning. Neurons, as central processing and short-term memory units of biological neural systems, are thus at the forefront of cutting-edge research approaches. The realization of CMOS circuits replicating neuronal features, namely the integration of action potentials and firing according to the all-or-nothing law, imposes various challenges like large area and power consumption. The non-volatile storage of polarization states and accumulative switching behavior of nanoscale HfO₂ - based Ferroelectric Field-Effect Transistors (FeFETs), promise to circumvent these issues. In this paper, we propose two FeFET-based neuronal circuits emulating the Integrate-and-Fire (I&F) behavior of biological neurons on the basis of SPICE simulations. Additionally, modulating the depolarization of the FeFETs enables the replication of a biology-based concept known as membrane leakage. The presented capacitor-free implementation is crucial for the development of neuromorphic systems that allow more complex features at a given area and power constraint.

Electronic Control Unit (ECU) is a crucial component in today’s vehicle. In a complete vehicle, there are many ECUs installed. Each of these controls a single function of the vehicle. During the development cycle of an ECU, its functionality needs to be validated against the requirement specification. The Hardware-in-the-loop (HIL) method is commonly used to do this by testing the ECU in a virtual representation of its controlled system. One crucial part of the HIL testing method is an intermediary component that acts as a bridge between the simulation computer and the ECU under test. This component runs a parameterized real-time system that translates messages from the simulation computer to the ECU under test and vice versa. It has a strict real-time requirement for each of its tasks to complete.A logging and monitoring system is needed to ensure that the intermediary component is functioning correctly. This functionality is implemented in the form of low priority additional tasks that run concurrently with the high priority message translation tasks. The implementation of these tasks, alongside with a distributed system to support the logging and monitoring functionality, is presented in this thesis work.Several execution time measurements are carried out to get the information on how the parameters of a task affect its execution time. Then, the linear regression analysis is used to model the execution time estimation of the parameterized tasks. Finally, the time demand analysis is utilized to provide a guarantee that the system is schedulable. / Elektronisk styrenhet (ECU) är en viktig del i dagens fordon. I ett komplett fordon finns det många ECU installerade. Var och en av dessa kontrollerar en enda funktion hos fordonet. Under en utvecklingscykel för en ecu måste dess funktionalitet valideras mot kravspecifikationen. HIL-metoden (Hardware-in-the-loop) används vanligtvis för att göra detta genom att testa ECU i en virtuell representation av sitt styrda system. En viktig del av HIL-testmetoden är en mellanliggande komponent som fungerar som en bro mellan simuleringsdatorn och den ecu som testas. Denna komponent driver ett parametrerat realtidssystem som översätter meddelanden från simuleringsdatorn till ECU som testas och vice versa. Det har en strikt realtidskrav för att alla uppgifter ska kunna slutföras.Ett loggnings och övervakningssystem behövs för att den mellanliggande komponenten ska fungera korrekt. Denna funktionalitet är implementerad i form av extraordinära uppgifter med låg prioritet som körs samtidigt med de högsta prioritetsuppgifterna för översättningstjänster. Genomförandet av dessa uppgifter, tillsammans med ett distribuerat system för att stödja loggnings och övervakningsfunktionaliteten, presenteras i detta avhandlingararbete.Flera utförandetidsmätningar utförs för att få information om hur parametrarna för en uppgift påverkar dess körtid. Därefter används den linjära regressionsanalysen för att modellera exekveringstidestimeringen av de parametrerade uppgifterna. Slutligen används tidsanalysanalysen för att garantera att systemet är schemaläggbart.

Diese Arbeit widmet sich der Simulation von elektrischen/elektronischen Schaltungen welche um elektromagnetische Bauelemente erweitert werden. Im Fokus stehen unterschiedliche Kopplungen der Schaltungsgleichungen, modelliert mit der modifizierten Knotenanalyse, und den elektromagnetischen Bauelementen mit deren verfeinerten Modell basierend auf den vollen Maxwell-Gleichungen in der Lorenz-geeichten A-V Formulierung welche durch Finite-Integrations-Technik räumlich diskretisiert werden. Eine numerische Analyse erweitert die topologischen Kriterien für den Index der resultierenden differential-algebraischen Gleichungen, wie sie bereits in anderen Arbeiten mit ähnlichen Feld/Schaltkreis-Kopplungen hergeleitet wurden. Für die Simulation werden sowohl ein monolithischer Ansatz als auch Waveform-Relaxationsmethoden untersucht. Im Mittelpunkt stehen dabei Zeitintegration, Skalierungsmethoden, strukturelle Eigenschaften und ein hybride Ansatz zur Lösung der zugrundeliegenden linearen Gleichungssysteme welcher den Einsatz spezialisierter Löser für die jeweiligen Teilsysteme erlaubt. Da die vollen Maxwell-Gleichungen zusätzliche Ableitungen in der Kopplungsstruktur verursachen, sind bisher existierende Konvergenzaussagen für die Waveform-Relaxation von gekoppelten differential-algebraischen Gleichungen nicht anwendbar und motivieren eine neue Konvergenzanalyse. Auf dieser Analyse aufbauend werden hinreichende topologische Kriterien entwickelt, welche eine Konvergenz von Gauß-Seidel- und Jacobi-artigen Waveform-Relaxationen für die gekoppelten Systeme garantieren. Schließlich werden numerische Benchmarks zur Verfügung gestellt, um die eingeführten Methoden und Theoreme dieser Abhandlung zu unterstützen. / This work is devoted to the simulation of electrical/electronic circuits incorporating electromagnetic devices. The focus is on different couplings of the circuit equations, modeled with the modified nodal analysis, and the electromagnetic devices with their refined model based on full-wave Maxwell's equations in Lorenz gauged A-V formulation which are spatially discretized by the finite integration technique. A numerical analysis extends the topological criteria for the index of the resulting differential-algebraic equations, as already derived in other works with similar field/circuit couplings. For the simulation, both a monolithic approach and waveform relaxation methods are investigated. The focus is on time integration, scaling methods, structural properties and a hybrid approach to solve the underlying linear systems of equations with the use of specialized solvers for the respective subsystems. Since the full-Maxwell approach causes additional derivatives in the coupling structure, previously existing convergence statements for the waveform relaxation of coupled differential-algebraic equations are not applicable and motivate a new convergence analysis. Based on this analysis, sufficient topological criteria are developed which guarantee convergence of Gauss-Seidel and Jacobi type waveform relaxation schemes for introduced coupled systems. Finally, numerical benchmarks are provided to support the introduced methods and theorems of this treatise.