集成UART核心的FPGA異步串行實現(xiàn)
這樣就可以得到以下信息:在移位時鐘的上升沿檢測到txdone和writerdy都為高電平時,進入LOAD狀態(tài)即將THR的數(shù)據(jù)LOAD到TSR,在下一個時鐘就進入移位狀態(tài)。在移位中同時進行校驗位的運算,在需要送出校驗位的時候?qū)⑦\算好的校驗位送出,txdone=1的時候?qū)⒏唠娖剿统?,其它時候移位輸出。
最后還有一個小程序,那就是寫出writerdy的狀態(tài),很明顯沒數(shù)據(jù)寫入時為高,而當txdone為低時為低,注意這里也必須同時同步。圖二給出了一個奇效驗8bit數(shù)據(jù)的發(fā)送時序圖。
三、 接受部分
對于接收同樣存在9、10、11位三種串行數(shù)據(jù)長度的問題,必須根據(jù)所設(shè)置的情況而將數(shù)據(jù)完整地取下來。接收還有一個特別的情況,那就是它的移位的時鐘不是一直存在的,這個時鐘必須在接受到起始位的中間開始產(chǎn)生,到停止位的中間結(jié)束。接受到停止位后,必須給出中斷,并提供相應(yīng)的校驗出錯、FRAME錯以及溢出等狀態(tài)。
這樣需引入hunt和idle兩個信號,其中hunt為高表示捕捉到起始位,idle為高表示不在移位狀態(tài),利用這兩個信號就可以生成接收所需要的移位時鐘。
下面還有一個小程序,就是如何將接收的狀態(tài)和標志表示出來。溢出標志很簡單,那就是在idle從低變高,也就是說在接收到一個完整的串行序列后,去判一下當前的中斷是否有效?(高有效,數(shù)據(jù)沒有被讀走)如果為高那么溢出,否則沒有。在移位的時候,同時對接收的數(shù)據(jù)進行校驗,這樣就可以判斷接收的數(shù)據(jù)是否有錯,在接收完成時判一下當前的RX是否為高電平就可以知道FRAME是否有錯,圖三是一個8bit奇校驗的接收時序圖(假定接收正確,所以沒有給出校驗、溢出、幀出錯信號)。
總結(jié):我在用FPGA做一個設(shè)計的時候,由于還有資源而且正好用到UART,所以就根據(jù)對UART的認識進行了設(shè)計,全部用VHDL進行描述,用SPEEDWAVE進行語言級的仿真,用XILINX的F2.1進行頂層仿真,最后和PC的仿真終端進行聯(lián)機,功能一切正常,整個UART所需要的觸發(fā)器為80個左右,一般的PLD都可以完成。
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