Aleksandra Smiljanić
Srpski (Serbian)		English (Engleski)
Kućna strana	Radovi	Predavanja	CV

Programiranje komunikacionog hardvera

• Sadržaj predmeta

Ovaj predmet će se fokusirati na implementaciju mrežnih funkcija u programabilnom hardveru. Mrežne funkcije kojima će se predmet baviti su kodovanje, klasifikacija paketa, kontrola bafera, rutiranje prema lukap tabelama, algoritmi za zaštitu od mrežnih napada itd. Ove funkcije se izvršavaju u okviru paketskih svičeva, rutera, fajrvol uređaja i druge mrežne opreme koja zahteva brzu obradu informacije.  Najpopularniji programabilni čipovi za implementaciju mrežnih funkcija su FPGA (Field Programmable Gate Array) čipovi. Razni proizvođači kao što su Xilinx, Altera, Lattice nude FPGA čipove na tržištu. FPGA čipovi različitih proizvođača imaju sličnu strukturu. Sastoje se iz logičkih elemenata i memorijskih blokova koji su međusobno povezani provodnicima. Dizajner FPGA uređaja određenu funkciju implementira šematskim dijagramima ili VHDL programom. Na osnovu šematskoh dijagrama ili VHDL programa, kompajler konfiguriše logičke elemente i memorijske blokove, a zatim ih adekvatno povezuje. U prvom delu kursa biće prezentirani softverski paket za programiranje FPGA čipova tipa Altera. Zatim će biti izložene osnove programskog jezika VHDL koji se koristi za implementaciju raznih funkcija na FPGA čipovima. VHDL programski jezik će biti objašnjen kroz relevantne primere. Takođe će biti objašnjena arhitektura i rad na Intelovim mrežnim procesorima kao alternativi FPGA programabilnim čipovima.

• Cilj predmeta

FPGA čipovi imaju široku primenu u elektronskoj industriji. Prednost FPGA čipova u odnosu na specijalizovane čipove jeste da su lakši za implementaciju, i mogu se brže testirati. Zato je izrada funkcija koje zahtevaju brzo procesiranje značajno brža i jeftinija kada se koriste FPGA čipovi. Gotovo svi mrežni uređaji koriste FPGA uređaje za implementaciju protokola svih slojeva: kodovanja, modulacija, filtriranja, multipleksiranja, demultipleksiranja, razgraničavanja paketa, kontrole bafera, lukap tabela (IP, MPLS, multikast), klasifikacije paketa, kontrole i oblikovanja komunikacionog saobraćaja, raspoređivanja paketa, mrežne zaštite itd. Studenti će u okviru ovog kursa biti osposobljeni da implementiraju mrežne funkcije u FPGA čipovima.

• Polaganje ispita

Nastava se sastoji iz predavanja i laboratorijskih vežbi. Za laboratorijske vežbe studenti polažu ulazni test koji nosi 10 poena. Laboratorijske vežbe su obavezne. U toku laboratorijskih vežbi će studenti u grupama (dva ili tri studenta u grupi) raditi na projektu. Tema projekta će biti implementiranje definisane mrežne funkcije na Alterinom FPGA čipu. Grupe predaju na kraju semestra izveštaj sa rezultatima projekta. U okviru usmenog ispita studenti prezentuju svoje projekte, i odgovaraju na par pitanja iz predavanog materijala. Pismeni ispit nosi 40 poena a usmeni 50 poena. Ocene 6,7,8,9,10 se dobijaju za sledeće bodovne opsege: 51-60, 61-70, 71-80, 81-90, 91-100.

• Literatura
   
  • M. Petrović i Aleksandra Smiljanić, Programiranje Alterinih FPGA čipova, Maj 2008.
  • V. A. Pedroni, Circuit Design with VHDL, The MIT Press, August 2004.