|
|
Design of hardware cipher module
Bayer, Tomáš ; Stančík, Peter (referee) ; Sobotka, Jiří (advisor)
This diploma’s thesis discourses the cryptographic systems and ciphers, whose function, usage and practical implementation are analysed. In the first chapter basic cryptographic terms, symmetric and asymetric cryptographic algorithms and are mentioned. Also usage and reliability are analysed. Following chapters mention substitution, transposition, block and stream ciphers, which are elementary for most cryptographic algorithms. There are also mentioned the modes, which the ciphers work in. In the fourth chapter are described the principles of some chosen cryptographic algorithms. The objective is to make clear the essence of the algorithms’ behavior. When describing some more difficult algorithms the block scheme is added. At the end of each algorithm’s description the example of practical usage is written. The chapter no. five discusses the hardware implementation. Hardware and software implementation is compared from the practical point of view. Several design instruments are described and different hardware design programming languages with their progress, advantages and disadvantages are mentioned. Chapter six discourses the hardware implementation design of chosen ciphers. Concretely the design of stream cipher with pseudo-random sequence generator is designed in VHDL and also in Matlab. As the second design was chosen the block cipher GOST, which was designed in VHDL too. Both designs were tested and verified and then the results were summarized.
|
|
|
UVM Verification of DMA Medusa System
Petruška, Zdenko ; Martínek, Tomáš (referee) ; Kekely, Lukáš (advisor)
This thesis describes design and implementation of verification environment for system DMA Medusa. DMA Medusa is hardware system used for high speed transmissions between network card and RAM. Verification environment is developed in SystemVerilog using UVM. Environment is designed with intention to find functional bugs using top level random stimulus. Testbench requirements have been defined prior to its implementation. Requirements are based on system specification and previous version of testbench. Previous version has been based on different methodology. New testbench implements the functionality of previous one. In addition, some functionality has been exteded. Implemented testbench extends previous memory model by serving memory requests in random order. It also implements functional coverage focused on communication with memory and network card. Goal of functional coverage is to monitor quality of generated stimulus.
|
|
|
Testbed for Simulation of MCU Application using RTL Environment
Ohnút, Petr ; Burian, František (referee) ; Arm, Jakub (advisor)
The thesis is focused on creating a test framework for easy simulation and configuration of mcu applications. The framework also provides basic processing of simulation output data, such as measuring UART or SPI communication speed, checking the expected instruction with the currently executed one, counting the executed individual instructions during the simulation, etc. Test scenarios are designed to simulate the implemented functionalities of the framework. Finally, the results of each test scenario are discussed.
|
|
|
Verification of Function Blocks for FPGA
Kříž, Daniel ; Smékal, David (referee) ; Jedlička, Petr (advisor)
This master thesis is devoted to the issue of verification of function blocks for FPGA. The teoritical part of thesis describes the concept of verification, verification methodologies that provide the necessary tools for testing the design, and finally discusses the issue of Ethernet and its differences from the low-latency variant. The aim of the practical part of the master thesis is based on the acquired theoretical knowledge and selected verification methodology to build a verification environment, perform a thorough verification of the low-latency physical layer of Ethernet and finally measure the latency and throughput of this circuit.
|
|
|
Automated testbed for SIL/PIL testing of embedded application using FPGA
Prusák, Lukáš ; Burian, František (referee) ; Arm, Jakub (advisor)
The master's thesis deals with designing a testbench for a selected soft-core processor NEORV32 with a RISC-V architecture for simulations of embedded applications in an FPGA environment. The testbench was created in the Vivado environment with the aim of extending it to a testing and validation framework. Basic modules such as GPIO, PWM, UART, and PC were selected and implemented. Several test scenarios have been designed for these modules. The testbench has also been supplemented with additional scripts, to create hierarchically correct project setup and test execution. The work also suggests a few possible ways to improve and expand the testbench.
|
|
|
RISC-V Processor Peripherals
Vavro, Tomáš ; Kekely, Lukáš (referee) ; Martínek, Tomáš (advisor)
The RISC-V platform is one of the leaders in the computer and embedded systems industry. With the increasing use of these systems, the demand for available peripherals for the implementations of this platform is growing. This thesis deals with the FU540-C000 processor from SiFive company, which is one of the implementations of the RISC-V architecture, and its basic peripherals. Based on the analysis, an UART circuit for asynchronous serial communication was selected from the peripherals of this processor. The aim of this master thesis is to design and implement the peripheral in one of the languages for the description of digital circuits, and then create a verification environment, through which the functionality of the implementation will be verified.
|
|
|
Verification of digital circuit Microcore GNSS Baseband
Peroutka, Ondřej ; Fujcik, Lukáš (referee) ; Dvořák, Vojtěch (advisor)
The topic of the master´s thesis is to verify Acquisition Engine and Tracking Engine in the Microcore GNSS Baseband digital circuit from Honeywell. Theoretical part contains a brief introduction into the satellite position determination, basic principles of the verified blocks is given and UVM methodology is introduced. Practical part contains requirements, test cases and test procedures. The verification environment is also described. In the last part of the thesis is the verification process and it´s results.
|
|
|
FPGA Implementation of RMAP Initiator and Target
Walletzký, Ondřej ; Fujcik, Lukáš (referee) ; Dvořák, Vojtěch (advisor)
The thesis deals with design and implementation of controllers for the RMAP protocol, which is used by SpaceWire network endpoints to access memory contents of another endpoint. The theoretical research introduces concepts of the SpaceWire network, then describes the RMAP protocol and the AMBA AHB bus interface in detail. The practical part of this thesis then uses this information to design and implement controllers for the RMAP protocol. It first defines an architecture of these controllers, then describes design of individual blocks based on this architecture. As a next step, the thesis describes methods used to verify designed controllers and to test these controllers in an FPGA chip. Finally, an analysis of maximum frequency and usage of FPGA resources is done based on estimates provided by the synthesis tool.
|
|
|
New Methods for Increasing Efficiency and Speed of Functional Verification
Zachariášová, Marcela ; Dohnal, Jan (referee) ; Steininger, Andreas (referee) ; Kotásek, Zdeněk (advisor)
Při vývoji současných číslicových systémů, např. vestavěných systému a počítačového hardware, je nutné hledat postupy, jak zvýšit jejich spolehlivost. Jednou z možností je zvyšování efektivity a rychlosti verifikačních procesů, které se provádějí v raných fázích návrhu. V této dizertační práci se pozornost věnuje verifikačnímu přístupu s názvem funkční verifikace. Je identifikováno několik výzev a problému týkajících se efektivity a rychlosti funkční verifikace a ty jsou následně řešeny v cílech dizertační práce. První cíl se zaměřuje na redukci simulačního času v průběhu verifikace komplexních systémů. Důvodem je, že simulace inherentně paralelního hardwarového systému trvá velmi dlouho v porovnání s během v skutečném hardware. Je proto navrhnuta optimalizační technika, která umisťuje verifikovaný systém do FPGA akcelerátoru, zatím co část verifikačního prostředí stále běží v simulaci. Tímto přemístěním je možné výrazně zredukovat simulační režii. Druhý cíl se zabývá ručně připravovanými verifikačními prostředími, která představují výrazné omezení ve verifikační produktivitě. Tato režie však není nutná, protože většina verifikačních prostředí má velice podobnou strukturu, jelikož využívají komponenty standardních verifikačních metodik. Tyto komponenty se jen upravují s ohledem na verifikovaný systém. Proto druhá optimalizační technika analyzuje popis systému na vyšší úrovni abstrakce a automatizuje tvorbu verifikačních prostředí tím, že je automaticky generuje z tohoto vysoko-úrovňového popisu. Třetí cíl zkoumá, jak je možné docílit úplnost verifikace pomocí inteligentní automatizace. Úplnost verifikace se typicky měří pomocí různých metrik pokrytí a verifikace je ukončena, když je dosažena právě vysoká úroveň pokrytí. Proto je navržena třetí optimalizační technika, která řídí generování vstupů pro verifikovaný systém tak, aby tyto vstupy aktivovali současně co nejvíc bodů pokrytí a aby byla rychlost konvergence k maximálnímu pokrytí co nejvyšší. Jako hlavní optimalizační prostředek se používá genetický algoritmus, který je přizpůsoben pro funkční verifikaci a jeho parametry jsou vyladěny pro tuto doménu. Běží na pozadí verifikačního procesu, analyzuje dosažené pokrytí a na základě toho dynamicky upravuje omezující podmínky pro generátor vstupů. Tyto podmínky jsou reprezentovány pravděpodobnostmi, které určují výběr vhodných hodnot ze vstupní domény. Čtvrtý cíl diskutuje, zda je možné znovu použít vstupy z funkční verifikace pro účely regresního testování a optimalizovat je tak, aby byla rychlost testování co nejvyšší. Ve funkční verifikaci je totiž běžné, že vstupy jsou značně redundantní, jelikož jsou produkovány generátorem. Pro regresní testy ale tato redundance není potřebná a proto může být eliminována. Zároveň je ale nutné dbát na to, aby úroveň pokrytí dosáhnutá optimalizovanou sadou byla stejná, jako u té původní. Čtvrtá optimalizační technika toto reflektuje a opět používá genetický algoritmus jako optimalizační prostředek. Tentokrát ale není integrován do procesu verifikace, ale je použit až po její ukončení. Velmi rychle odstraňuje redundanci z původní sady vstupů a výsledná doba simulace je tak značně optimalizována.
|
|
|
ASIPs Intelligent Testbench Automation
Badáň, Filip ; Hynek, Jiří (referee) ; Zachariášová, Marcela (advisor)
This thesis focuses on the proposal and implementation of intelligent testbench automation for application-specific processors. The main goal of the thesis is to connect UVM verification environment with already designed genetic algorithm and to prepare this verification environment for integration into Codasip Studio development environment. The core of the final solution is modification of UVM components in verification environment and communication between the genetic algorithm and the generator of random test applications.
|
guest ::
