Thiết kế UART trong VHDL: 5 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

UART là viết tắt của Universal Asynchronous Receiver Transmitter. Đây là giao thức truyền thông nối tiếp phổ biến nhất và đơn giản nhất, trong phần hướng dẫn này, bạn sẽ học cách thiết kế một mô-đun UART trong VHDL.

Bước 1: UART là gì?

Để giao tiếp với các thiết bị ngoại vi khác nhau, bộ xử lý hoặc bộ điều khiển thường sử dụng giao tiếp UART. Nó là một giao tiếp nối tiếp đơn giản và nhanh chóng. Vì UART là yêu cầu tối thiểu trong hầu hết các bộ vi xử lý, chúng thường được thiết kế làm lõi IP mềm trong VHDL hoặc Verilog để có thể tái sử dụng và dễ dàng tích hợp.

Bước 2: Thông số kỹ thuật

Các thông số kỹ thuật của UART được thiết kế được đưa ra dưới đây:

* Tín hiệu UART tiêu chuẩn.

* Tốc độ truyền có thể cấu hình từ 600-115200.

* Lấy mẫu = 8x @receiver

* Thiết kế đã được chứng minh FPGA - trên bo mạch Xilinx Artix 7.

* Đã thử nghiệm trên các thiết bị ngoại vi UART, Hyperterminal thành công - tất cả các tốc độ truyền

Bước 3: Phương pháp tiếp cận thiết kế

1. Chúng tôi sẽ thiết kế 3 mô-đun, chúng tôi sẽ tích hợp sau này để hoàn thiện UART.

   • Mô-đun máy phát: Đảm nhận việc truyền dữ liệu nối tiếp
   • Mô-đun bộ thu: Đảm nhận việc tiếp nhận dữ liệu nối tiếp
   • Mô-đun tạo baud: Đảm nhận việc tạo xung nhịp baud.
2. Mô-đun bộ tạo Baud có thể cấu hình động. Nó tạo ra hai đồng hồ baud từ đồng hồ chính, theo tốc độ mong muốn. Một cho máy phát, một cho máy thu.
3. Mô-đun bộ thu sử dụng tốc độ lấy mẫu 8x để giảm thiểu xác suất lỗi khi thu, tức là đồng hồ baud của bộ thu là đồng hồ baud của bộ phát 8x.
4. Điều khiển tín hiệu để điều khiển truyền và nhận, cũng như tín hiệu ngắt.
5. Giao diện nối tiếp UART tiêu chuẩn không có bit chẵn lẻ, một bit dừng và bit bắt đầu, 8 bit dữ liệu.
6. Một giao diện song song để giao tiếp với máy chủ, tức là bộ xử lý hoặc bộ điều khiển, người cấp và nhận dữ liệu song song đến và đi từ UART.

Bước 4: Kết quả mô phỏng

Bước 5: Tệp đính kèm

* Tập tin mô-đun phát UART -vhd

* Mô-đun bộ thu UART - tệp vhd

* Mô-đun tạo Baud - tệp vhd

* Mô-đun UART - Mô-đun trên cùng chính tích hợp các mô-đun trên - tệp vhd

* Tài liệu đầy đủ về UART IP Core - pdf

Đối với bất kỳ câu hỏi nào, vui lòng liên hệ với tôi:

Mitu Raj

theo dõi tôi:

Mọi thắc mắc, liên hệ: [email protected]