基于Xilinx,FPGA平台的异步串口通信设计
陈明正 韦昌辉
关键词：Verilog HDL；
UART ; FPGA
中图分类号：TP391 文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2022）36-0065-03
21世纪是智慧生活的时代，物联网发展日趋完善又将普适计算和边缘计算应用越来越广，而智慧城市的建设使得各种设备、模块之间的通信过程将增长到前所未有的规模，各种应用场景下的传感器件同主控制器以及设备之间的通信和控制都要依靠各种接口实现，随着电子工业的不断发展，传感器件的复杂程度以及传输数据量的不断增长对通信方式有着比以往更高的要求，因此总线型通信方式成为控制信息和数据的主要传输手段。而受制于功耗、成本、体积、性能等一系列因素，尽可能少的功率消耗、简单的接口逻辑以及合适的电气特性都是必不可少的，因此占用大量I/O 资源的并行通信方式以及对时序要求严格且结构复杂的同步通信方式不可能在物联网的各个节点设备中完全使用。相比较之下，只需两个I/O 资源和一个信号地的异步串行通信总线无异于最优选择[1]。自1970 年EIA（美国电子工业协会）牵头贝尔和其他计算机终端厂商制定出RS-232 标准以后，RS-232 标准在异步传输应用中占据几十年主导地位[2]，直到RS-484、RS-422 等新型标准问世并发展成熟。
在未来的工业级市场将主要由传输距离远并且较为稳定的RS-484/422 系列成为主流，未来异步串行通信的主要市场集中在板级通信。为此，本设计将基于FPGA 实现一个UART 接口并完成收发数据测试以及进行数据环回通信测试以验证UART 接口功能和指标达成。主要包含通信协议分析、接口逻辑分析和设计、通信验证三个方面的工作，实现了全双工通信。
1异步串行通信设计方案
本设计的基本目标是在ZYNQ 平台上通过逻辑门电路实现一个异步串行通信接口并成功通信，基于此目标再尝试改变波特率参数将通信速率提升，并对提升效果进行分析。其中包含数据收发测试，...
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