交换机/路由器实验3

实验三：信号的提取

一、实验目的

1.SignalTap II Logic Analyzer使用方法；
2.掌握捕获条件的设置；
3.学会硬件信号分析，了解硬件信号监视和软件调试的差异。

二、实验内容

1.基础要求：上一次在2进3出的基本功能UM_my/UM.v模块中设计一个信号量或者直接对信号量输入端口in_port进行监视。
2.设置触发捕获的条件，在某端口有信号进入时捕获数据。
3.利用原有的信号捕获设置检测cdp2um_data[138:136]，尝试捕获广播包（这里的数据帧头从139到127位）

从127到0位链路层的帧数据，可以查相关资料，了解如何捕获出广播帧。
4.设置条件，尝试捕获ARP类型的包，在验收环节和实验报告中描述是否有办法在交换机硬件中放置ARP攻击。

三、实验环境

1.1台管理节点主机；1台主机A；（分别连接到2口和3口）
2.2根网线；
3.NetMagic08开发平台；
4.软件Quartus 16.
主机及网络详细配置参照附带的实验环境拓扑及软件配置文档。

四、实验步骤

1.打开SignalTap II Logic Analyzer。
a.在Quartus 16中打开实验二的2进3出工程文件，在菜单栏选择“Tools->SignalTap II Logic Analyzer”

b.单击打开SignalTap II Logic Analyzer分析器，如下图所示

2.新建实例
a.在InstanceManager中右击空白处，弹出菜单选项，选择“Create Instance”新建实例，如下图所示

选中新添加的实例，双击实例对应为文本框，弹出Node Finder文本框，如下图所示：

b.在Node Finder文本框单击look in选项后的‘…’按钮，选择要查看的signaltap模块**|netFPGAmini|UM:UM|；在Options Filter下拉列表框选择过滤信号的选项Design Entry(all names)；Named为过滤的信号名cdp2um***。修改后再单击“List”按钮。单击“List”后，匹配的结点会在Matching Node文本框列出，如下图所示：

c.在左侧的Matching Node文本框中选中要观察的信号（如图选择cbd2um_data），点击中间的“＞”箭头将其添加到右边的文本框中。

d.当想要观察的信号全部添加到右侧文本框后，点击“Insert”按钮，将其插入到实例列表框中，点击“Close”按钮关闭Node Finder文本框。


e.添加信号完成后，第127到80位改成高电平，如下图所示：
（信号量多选的方法：单击最后一个信号量，按住shift键后再单击第一个信号量，则区间内的信号量都会被选中）

f.添加完信号后，需要添加信号的采样时钟信号。即在Signal Configuration框中选择“Clock”选项的“…”按钮，在Node Finder中选择信号的采样时钟。如步骤b-d。（在我们的设备和工程中时钟信号是clk）

g.保存SignalTap文件，编译工程。


注意事项：一定要在Filter中选择Design Entry(all names),否则会找不到需要的信号。
3.信号提取
编译成功后将工程下载到机器中。因疫情原因，这部分没法做了，只好遗憾省去。

五、实验思考

1．信号如果没有实际保留意义，在电路设计时会被优化掉，无法在信号分析工具中查看到。如何避免？
答：SignalTap II可以通过以下两种方法，利用语句对所要观察的寄存器进行约束，避免信号被优化掉。
①　方法1：reg[15:0] data; /synthesis noprune/
②　方法2：(noprune) reg[15:0] data;

2．实际的交换机产品中有具备反ARP攻击的功能么？如果有，请列出品牌和信号；如果没有，请简述理由。
答：实际的交换机产品中有具备反ARP攻击的功能，如：华为交换机S3552，S3050C和S3026系列，新格林耐特交换机部分系列，思科交换机部分系列等。