Pracovníci Fakulty informačních technologií Vysokého učení technického v Brně se v rámci VZ Cesnet podílejí na řešení 4 výzkumných aktivit - programovatelný hardware, podpora distančního vzdělávání, medicínské aplikace a virtuální prostředí pro spolupráci. Klíčovou roli hrají v prvně zmíněné oblasti, která je podrobněji charakterizována níže.

Programovatelný hardware
Obecným cílem aktivity je vývoj specializovaných síťových zařízení založených na principu hardwarově softwarového kodesignu. Na straně hardwaru počítáme jak s využitím stávajících karet série COMBO, tak i s vytvářením nových návrhů, využívajících především výkonné součástky programovatelného hardwaru (FPGA, CPLD, TCAM aj.). Díky jejich flexibilitě lze realizovat na stejném hardwaru i velmi odlišné funkce pouhou výměnou příslušného mikrokódu. Významná část softwarového vývoje bude proto zaměřena na programování mikrokódu v jazyce VHDL, budeme se také zabývat systémovým a aplikačním softwarem potřebným pro jednotlivá zařízení.

Při vývoji síťových zařízení se vedle návrhu a implementace  zabýváme také modelováním a verifikací jednotlivých částí systému i celého návrhu. Pro tyto učely používáme nástroje pro model checking, např. IF, TReX, Uppaal a další.

Krátkodobé cíle jsou většinou navázány na (současnou či budoucí) účast v projektech EU. V roce 2004 prokračujeme ve vývoji směrovače IPv6 (Liberouteru) pro projekt 6NET, zařízení pro monitoring síťového provozu pro projekt SCAMPI a v rámci projektu GN2 zahájíme vývoj samostatného kolektoru NetFlow. Také dokončíme vývoj prototypu optického opakovače.

V dlouhodobé perspektivě je naším cílem vybudování kvalitního týmu složeného z výzkumných pracovníků a studentů několika univerzit, CESNETu a případně i dalších institucí. Tento tým by měl spolupracovat s ostatními výzkumnými aktivitami CESNETu na vývoji nových zařízení, například v oblastech optických technologií, multimédií, bezpečnosti, náročných výpočtů apod.

Description in English
Members of the Faculty of Information Technology, Brno University of Technology, take part in the Cesnet Research Plan, namely in 4 research activities - programmable hardware, distance education support, medical applications and virtual collaborative environment. We play a key role especially in the first domain which is described below.

Programmable hardware

The general aim of this activity is the development of specialised network devices based on the principle of hardware-software codesign. On the hardware side, we plan both to reuse the existing COMBO family of cards and also to create new designs utilising primarily high-performance programmable hardware components (FPGA, CPLD, TCAM etc.). Thanks to their flexibility, very different functions can be realised on the same hardware just by changing the appropriate microcode. A significant part of software development efforts will thus be spent on programming the microcode in the VHDL language, but we will also address the system and application software necessary for each particular device.

Besides design and development of the devices we  use modern approches of modelling and verification to prove functionality of the systems. We use model checkers IF, TReX, Uppaal and others to simulate and verify certain properties of the system.

Our short-term goals are mostly related to our (ongoing or future) participation in EU projects. In 2004 we will continue the development of an IPv6 router (Liberouter) for the 6NET project, a traffic monitoring device for the SCAMPI project and start the development of a stand-alone NetFlow collector in the frame of the GN2 project. Also, we will finish a prototype of an optical repeater.

In a longer term, our goal is to build a sophisticated team consisting of researchers and students from several universities, CESNET and possibly other institutions. This team will cooperate closely with other CESNET research activities on the development of new devices, for example in the areas of optical technology, multimedia, security, large-scale computation etc.

Keywords
IPv6 směrovač, Liberouter, monitorování síťového provozu, NetFlow, programovatelný hardware, FPGA, jazyk VHDL, e-learning, medicínské aplikace, virtuální prostředí pro spolupráci

Key words in English
IPv6 router, Liberouter, network traffic monitoring, NetFlow, Programmable hardware, FPGA, VHDL language, e-learning, medical applications, virtual collaboration

MSM6383917201

Czech

Novotný Jiří - principal person responsible
Čejka Rudolf, Ing. - fellow researcher
Fučík Otto, doc. Dr. Ing. - fellow researcher
Kořenek Jan, doc. Ing., Ph.D. - fellow researcher
Kršek Přemysl, doc. Ing., Ph.D. - fellow researcher
Martínek Tomáš, doc. Ing., Ph.D. - fellow researcher
Matoušek Petr, doc. Ing., Ph.D., M.A. - fellow researcher
Pečenka Tomáš, Ing., Ph.D. - fellow researcher
Smrčka Aleš, Ing., Ph.D. - fellow researcher
Vojnar Tomáš, prof. Ing., Ph.D. - fellow researcher
Zemčík Pavel, prof. Dr. Ing., dr. h. c. - fellow researcher

Brno University of Technology
- responsible department (29.10.2007 - not assigned)
Faculty of Information Technology
- co-beneficiary (1.1.2004 - 31.12.2010)
CESNET
- beneficiary (29.10.2007 - not assigned)

KOŘENEK, J. Rychlé vyhledávání regulárních výrazů s využitím technologie FPGA. Brno: Ústav počítačových systémů FIT VUT v Brně, 2010. s. 0-0.
Detail

MIKUŠEK, P. Návrh a implementace jednotky pro analýzu paketů. Proceedings of the 11th Conference and Competition STUDENT EEICT 2005. Brno: Vysoké učení technické v Brně, 2005. s. 145-148. ISBN: 80-214-2888-0.
Detail

ŽÁDNÍK, M. Flow Measurement Extension for Application Identification. In Networking Studies IV, Selected Technical Reports. Praha: CESNET National Research and Education Network, 2010. p. 57-70. ISBN: 978-80-904173-8-0.
Detail

BARTOŇ, R.; KRŠEK, P.; ŠPANĚL, M.; ŠVUB, M.; ŠTANCL, V.; VAĎURA, J. Virtual Collaborative Environment for Radiological 3D Consultations. 5th Cairo International Biomechanical Engineering Conference. Cairo: 2011. p. 50-54. ISBN: 978-1-4244-7169-0.
Detail

MARTÍNEK, T.; ŽÁDNÍK, M. Precise Timestamp Generation Module and its Applications in Flow Monitoring. In Networking Studies IV, Selected Technical Reports. Praha: CESNET National Research and Education Network, 2010. p. 45-56. ISBN: 978-80-904173-8-0.
Detail

MATOUŠEK, P. Symbolic Data Structures for Parametric Verification. Brno: Faculty of Information Technology BUT, 2005. p. 0-0.
Detail

ANTOŠ, D.; KOŘENEK, J.; MINAŘÍKOVÁ, K.; ŘEHÁK, V. Packet header matching in Combo6 IPv6 router. Brno: CESNET, 2003. p. 0 ( p.)
Detail

FAPŠO, M.; SCHWARZ, P.; SZŐKE, I.; ČERNOCKÝ, J.; SMRŽ, P.; BURGET, L.; KARAFIÁT, M. Search Engine for Information Retrieval from Multi-modal Records. Edinburgh: 2005. p. 0-0.
Detail

SMRČKA, A. High-level Modeling, Analysis and Verification of Programmable Hardware Design. Proceedings of the Junior Scientist Conference 2006. Vienna: Technical University Wien, 2006. p. 93-94. ISBN: 3-902463-05-8.
Detail

KOBIERSKÝ, P.; KOŘENEK, J.; HANK, A. Traffic Scanner. Příbram: CESNET, zájmové sdružení právnických osob, 2007. s. 55-67. ISBN: 978-80-239-9285-4.
Detail

HLÁVKA, P.; KRATOCHVÍLA, T.; ŘEHÁK, V.; ŠAFRÁNEK, D.; ŠIMEČEK, P.; VOJNAR, T. CRC64 Algorithm Analysis and Verification. Brno: CESNET National Research and Education Network, 2005. p. 0-0.
Detail

SMRČKA, A., MATOUŠEK, P., VOJNAR, T. High-level Modelling, Analysis, and Verification on FPGA-based Hardware Design. Brno: CESNET National Research and Education Network, 2005.
Detail

MATLOCHA, T.; PRŮŠA, S.; KOLÍBAL, M.; BÁBOR, P.; PRIMETZHOFER, D.; MARKIN, S.; BAUER, P.; ŠIKOLA, T. A study of a LEIS azimuthal scan behavior: Classical dynamics simulation. Surface Science, 2010, vol. 604, no. 21-22, p. 1906-1911. ISSN: 0039-6028.
Detail

KOŘENEK, J.; KOŠAŘ, V. NFA Split Architecture for Fast Regular Expression Matching. Proceedings of the 6th ACM/IEEE Symposium on Architectures for Networking and Communications Systems. La Jolla: Association for Computing Machinery, 2010. s. 1-2. ISBN: 978-1-4503-0379-8.
Detail

KAJAN, M.; KOŘENEK, J. Efficient Packet Classification Algorithm Based on Entropy. Proceedings of the 6th ACM/IEEE Symposium on Architectures for Networking and Communications Systems. La Jolla: Association for Computing Machinery, 2010. p. 11-12. ISBN: 978-1-4503-0379-8.
Detail

MARTÍNEK, T. Architektura sběrnice PCI, PCI-X a PCI Express. Sborník příspěvků 35. konference Europen. Plzeň: Česká společnost uživatelů otevřených systémů EurOpen.CZ, 2009. s. 37-50. ISBN: 978-80-86583-17-4.
Detail

SMRČKA, A.; VOJNAR, T. Verifying Parametrised Hardware Designs Via Counter Automata. Hardware and Software, Verification and Testing. Lecture Notes in Computer Science. Lecture Notes in Computer Science. Heidelberg: Springer Verlag, 2008. p. 51-68. ISSN: 0302-9743.
Detail

SMRČKA, A.; ŘEHÁK, V.; VOJNAR, T.; ŠAFRÁNEK, D.; MATOUŠEK, P.; ŘEHÁK, Z. Verifying VHDL Design with Multiple Clocks in SMV. In Formal Methods: Applications and Technology. Lecture Notes in Computer Science. Lecture Notes in Computer Science 4346. Bonn: Springer Verlag, 2007. p. 148-164. ISBN: 978-3-540-70951-0. ISSN: 0302-9743.
Detail

MATOUŠEK, P.; SMRČKA, A.; VOJNAR, T. High-Level Modelling, Analysis, and Verification on FPGA-Based Hardware Design. Correct Hardware Design and Verification Methods. Lecture Notes in Computer Science. Lecture Notes in Computer Science 3725/2005. Berlin: Springer Verlag, 2005. p. 371-375. ISBN: 978-3-540-29105-3. ISSN: 0302-9743.
Detail

KOŠEK, M.; KOŘENEK, J. FlowContext: Flexible Platform for Multigigabit Stateful Packet Processing. 2007 International Conference on Field Programmable Logic and Applications. Los Alamitos: IEEE Computer Society, 2007. p. 804-807. ISBN: 978-1-4244-1059-0.
Detail

Responsibility: Novotný Jiří