|
|
Hardwarově akcelerovaná funkční verifikace procesoru
Funiak, Martin ; Kajan, Michal (oponent) ; Zachariášová, Marcela (vedoucí práce)
Mezi aktuálně používané verifikační přístupy patří funkční verifikace. Při funkční verifikaci se ověřuje korektnost implementace počítačového systému vzhledem k specifikaci. Slabým místem v rámci přístupu funkční verifikace je její časová náročnost, na kterou má vliv pomalá softwarová simulace implicitně paralelních hardwarových systémů. V této práci je představeno řešení využívající hardwarovou akceleraci funkční verifikace procesoru. Úvodní kapitoly tvoří teoretický základ pro následující kapitoly, ve kterých se nachází analýza a výběr řešení, návrh verifikačního prostředí a implementační detaily. Závěr práce obsahuje testování výsledného produktu, zhodnocení výsledků práce a vyhlídky do budoucna.
|
|
|
Hardwarová akcelerace šifrovacích algoritmů s technologií Xilinx Zynq
Linner, Marek ; Fukač, Tomáš (oponent) ; Kořenek, Jan (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá dvěma standardy pro zabezpečení uložených dat a datových toků Data Encryption Standard (dále zkratka DES) a Advanced Encryption Standard (dále zkratka AES). Prezentuje srovnání několika volně dostupných implementací pro oba algoritmy, které potom integruje do měřících zdrojových kódů v jazyce C. Měřící program potom změří rychlost provádění algoritmu a vypočítá bitovou rychlost pro různé délky vstupního bloku zprávy. Dále je součástí práce implementace obou šifrovacích algoritmů DES i AES v jazyce VHDL, simulace syntetizovaných návrhů a odvození bitové rychlosti obvodů pomocí výpisů z Vivado simulátoru. Výsledné vypočítané rychlosti hardwarových implementací jsou poté srovnány s naměřenou rychlostí softwarových implementací. Součástí práce jsou i zdrojové soubory kódu užitého při měření v jazyce C, kód VHDL implementace, program v jazyce C# pro generování VHDL komponent a další program v jazyce C# užitý při automatickém testování.
|
|
|
Akcelerace algoritmu sledování částic v experimentu CBM
Roth, Michael ; Kolář, Martin (oponent) ; Musil, Petr (vedoucí práce)
Cílem této práce je prostudovat metody detekce a rekonstrukce trajektorií částic v experimentu CBM a problematiku akcelerace těchto metod na hardwarových platformách. V práci byly srovnány výhody a nevýhody rozšířených metod a pro další studium byla vybrána metoda rekonstrukce na bázi celulárních automatů a Kalmanových filtrů. Práce se podrobně zabývá zejména vývojem simulačního modelu, vhodného pro generování testovacích dat pro usnadnění budoucí implementace vybraného sledovacího algoritmu. Byly vytvořeny dva odlišné simulátory částic, které budou v navazující práci použity pro výpočet predikčního kroku rozšířeného Kalmanova filtru a testování kvality implementované rekonstrukční metody.
|
|
|
Využití jazyka P4 k popisu akcelerovaného zařízení na ochranu před DoS útoky
Kuka, Mário ; Kekely, Lukáš (oponent) ; Kučera, Jan (vedoucí práce)
Diplomová práca sa zaoberá vývojom sieťového zariadenia na ochranu pred (D)DoS útokmi prostredníctvom vysoko úrovňového jazyka P4. Hlavnou úlohou je vytvorenie flexibilného zriadenia s využitím jazyka P4. To nám umožní rýchlo reagovať na stále nové a zložitejšie útoky (D)DoS. Návrh zariadenia sa zaoberal prevodom jednotlivých častí firmwaru zariadenia do jazyka P4. Následne bol uskutočnený návrh celého firmwaru zariadenia. Návrh bol uskutočnený s ohľadom na limity aktuálne dostupných prekladových nástrojov jazyka P4. Navrhnuté zariadenie bolo implementované pre hardvérové akcelerátory s technológiu FPGA. Zariadenie bolo testované v laboratórnych podmienkach, kde bola overená jeho funkčnosť a výkonnosť. Zariadenie bude nasadené v sieťovej infraštruktúre CESNET.
|
|
|
HW akcelerace unixových síťových nástrojů
Bartoš, Peter ; Martínek, Tomáš (oponent) ; Kořenek, Jan (vedoucí práce)
Na světě se objevují stále rychlejší technologie pro síťovou komunikaci. Některé síťové nástroje nejsou schopné pracovat při tak vysokých rychlostech, nadměrně zatěžují systém, takže nestíhají vykonávat potřebné funkce. Nedokážou dokonale monitorovat sítě a zajistit bezpečný provoz. Práce podrobně analyzuje síťové nástroje, jejich operace a hledá kritická místa pro budoucí hardwarovou akceleraci. V souvislosti s tím představuje efektivní platformy pro hardwarové programování. Na základě měření vyhodnocuje omezení nástrojů a poukazuje na možnosti akcelerace, které jsou návrhem pro další práci.
|
|
|
Point to Line Mappings and Other Line Parameterizations not only for Hough Transform
Havel, Jiří ; Kälviäinen, Heikki (oponent) ; Lefevre, Sebastien (oponent) ; Herout, Adam (vedoucí práce)
This works focuses on the Hough transform (HT). The HT is mostly used for the detection of lines or curves, but was also generalized for detection of arbitrary shapes. The main theme of this work are line parameterizations, especially the Point-to-Line mappings. These parameterizations share the property, that a point in the image maps onto a line in the parameter space. This work presents proofs of some properties of PTLMs, notably the existence of a practical pair of PTLMs for line detection and the effect of a convolution in the image space on the contents of the parameter space. Two realtime implementations of HT are presented in this work. Both accelerate HT using graphical hardware. One uses GPGPU API CUDA and the other the rendering API OpenGL. As an application of the line detection, this work describes part of the detection of checkerboard marker usable for the augmented reality.
|
|
|
Unified verification environment for digital part of automotive mixed-signal integrated circuits
Petráš, Samuel ; Dvořák, Vojtěch (oponent) ; Prokop, Roman (vedoucí práce)
This thesis is concerned with unified verification environment for the verification of small designs of the digital part of integrated circuits with mixed signals. By unified verification environment is meant an environment suitable for both simulation and emulation. The first chapter describes the current verification methods of such designs. The second chapter presents the requirements that emulation places on the verification environment implemented according to the Universal Verification Methodology (UVM) and the attached implementation of proposed environment. The third chapter contains practical knowledge gained during the implementation of the unified verification environment, problems and their solutions, as well as several comparisons between simulation and emulation.
|
|
|
Packet Classification Algorithms
Puš, Viktor ; Lhotka,, Ladislav (oponent) ; Dvořák, Václav (vedoucí práce)
This thesis deals with packet classification in computer networks. Classification is the key task in many networking devices, most notably packet filters - firewalls. This thesis therefore concerns the area of computer security. The thesis is focused on high-speed networks with the bandwidth of 100 Gb/s and beyond. General-purpose processors can not be used in such cases, because their performance is not sufficient. Therefore, specialized hardware is used, mainly ASICs and FPGAs. Many packet classification algorithms designed for hardware implementation were presented, yet these approaches are not ready for very high-speed networks. This thesis addresses the design of new high-speed packet classification algorithms, targeted for the implementation in dedicated hardware. The algorithm that decomposes the problem into several easier sub-problems is proposed. The first subproblem is the longest prefix match (LPM) operation, which is used also in IP packet routing. As the LPM algorithms with sufficient speed have already been published, they can be used in out context. The following subproblem is mapping the prefixes to the rule numbers. This is where the thesis brings innovation by using a specifically constructed hash function. This hash function allows the mapping to be done in constant time and requires only one memory with narrow data bus. The algorithm throughput can be determined analytically and is independent on the number of rules or the network traffic characteristics. With the use of available parts the throughput of 266 million packets per second can be achieved. Additional three algorithms (PFCA, PCCA, MSPCCA) that follow in this thesis are designed to lower the memory requirements of the first one without compromising the speed. The second algorithm lowers the memory size by 11 % to 96 %, depending on the rule set. The disadvantage of low stability is removed by the third algorithm, which reduces the memory requirements by 31 % to 84 %, compared to the first one. The fourth algorithm combines the third one with the older approach and thanks to the use of several techniques lowers the memory requirements by 73 % to 99 %.
|
|
|
Automatická konfigurace obslužných nástrojů pro FPGA firmware
Perešíni, Martin ; Matoušek, Jiří (oponent) ; Kučera, Jan (vedoucí práce)
Táto bakalárska práca sa zaoberá návrhom automatickej konfigurácie obslužných nástrojov pre FPGA firmvér. Zadanie práce je riešené v rámci výskumnej aktivity združenia CESNET, ktoré sa venuje vývoju hardvérovo akcelerovaných sieťových kariet postavených na technológií FPGA. Cieľom práce je náhrada súčasného neflexibilného systému pre popis štruktúry firmvéru, ktorý je použitý združením v projektoch NIC, HANIC a SDM. Pôvodný systém je založený na popise firmvéru samostatným XML súborom, ktorý je vytváraný ručne pre každú konfiguráciu. Na základe dôkladnej analýzy problémov systému bol vytvorený návrh. Následne bol tento systém nahradený Device Tree popisom, ktorý dovoľuje automatické generovanie popisu konfigurácie zmenou v prekladovom systéme platformy NetCOPE. Vygenerovaný popis je priamo distribuovaný spolu s hardvérovou konfiguráciou. Softvérové nástroje pracujúce s firmvérom využijú popis pre prácu s firmvérom. V práci bol návrh systému implementovaný a následne bola úspešne overená jeho funkčnosť na nástroji ethctl. Na záver práce sú spomenuté ďalšie možné rozšírenia systému.
|
|
|
Akcelerace aplikace pro potlačení DDoS útoků
Vojanec, Kamil ; Kekely, Lukáš (oponent) ; Kučera, Jan (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá optimalizací a akcelerací aplikace pro potlačení útoků typu odepření služby. Cílem práce je analyzovat existující implementaci aplikace DDoS Protector a identifikovat součásti, které je vhodné optimalizovat nebo akcelerovat. Na základě této analýzy je proveden návrh nového přístupu ke klasifikaci paketů s využitím open-source frameworku DPDK a návrh hardwarové akcelerace pomocí knihovny RTE Flow. Výsledkem této práce je sada modulů a implementace nezbytných komponent pro aplikaci DDoS Protector. Výsledné komponenty jsou pak řádně testovány. Na závěr je provedeno srovnání výsledků původní a nové implementace. Například při použití 256 mitigačních pravidel dochází s upravenými komponentami až k pětinásobnému zvýšení paketové propustnosti celé aplikace.
|
host ::
RSS.