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基于FPGA的UART控制器的设计和实现
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2009-08-21
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文章介绍了一种在现场可编程门阵列（FPGA）上实现UART 的方法。UART 的波特
率可设置调整，工作状态可读取。系统结构进行了模块化分解，使之适应自顶向下
（Top-Down）的设计方法。核心部分采用有限状态机（FSM）实现，使控制逻辑直观简单，大幅度提高了设计效率。最后给出功能仿真结果，验证了整个设计的正确性和可靠性。
关键词：UART 有限状态机 FPGA
异步串行通信要求的传输线少，可靠性高，传输距离远，被广泛应用于微机和外设的数
据交换。通常都由通用异步收发器UART（Universal Asynchronous Receiver-Transmitter）来实现该功能，如IBM PC 机中作为串行接口芯片的National INS 8250。在实际应用中，往往只需要UART 的几个主要功能，专用的接口芯片会造成资源浪费和成本提高，特别是近来电子设计领域中日趋成熟的SOC 技术，由于要在单块或极少数的几块芯片中实现整个系统的功能，设计者就必须将类似的功能模块集成到FPGA 中。本文提出了一种采用FPGA 实现UART 功能的方法，可以有效地解决上述问题。
率可设置调整，工作状态可读取。系统结构进行了模块化分解，使之适应自顶向下
（Top-Down）的设计方法。核心部分采用有限状态机（FSM）实现，使控制逻辑直观简单，大幅度提高了设计效率。最后给出功能仿真结果，验证了整个设计的正确性和可靠性。
关键词：UART 有限状态机 FPGA
异步串行通信要求的传输线少，可靠性高，传输距离远，被广泛应用于微机和外设的数
据交换。通常都由通用异步收发器UART（Universal Asynchronous Receiver-Transmitter）来实现该功能，如IBM PC 机中作为串行接口芯片的National INS 8250。在实际应用中，往往只需要UART 的几个主要功能，专用的接口芯片会造成资源浪费和成本提高，特别是近来电子设计领域中日趋成熟的SOC 技术，由于要在单块或极少数的几块芯片中实现整个系统的功能，设计者就必须将类似的功能模块集成到FPGA 中。本文提出了一种采用FPGA 实现UART 功能的方法，可以有效地解决上述问题。
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