串行数据转换并行数据的原理图

　　串行（chuan xing）是中文“通用串行总线”的简称。英文为USB（Universal Serial Bus）是1995年Microsoft、Compaq、IBM等公司联合制定的一种新的PC串行通信协议。USB协议出台后得到各PC厂商、芯片制造商和PC外设厂商的广泛支持。USB本身也处于不断的发展和完善中，从当初的0.7、0.8到现在广泛采用的1.0、1.1，2.0版本以及已经被采用，即将被量产应用的3.0版本

　　串行数据与并行数据是相对的一对概念。串行数据是指传输过程中各数据位按顺序进行传输的数据，并行数据则是各数据位同时传送的数据。串行通信是指使用一条数据线，将数据一位一位地依次传输，每一位数据占据一个固定的时间长度。其只需要少数几条线就可以在系统间交换信息，特别使用于计算机与计算机、计算机与外设之间的远距离通信。

　　数据并行的含义是计算机内包含一组处理单元（PE），每一个处理单元存储一个（或多个）数据元素。当机器执行顺序程序时，可对应于全部或部分的内部处理单元所存的数据同时操作。

　　数据级并行依赖于并行处理机，它属于SIMD系统内的并行。并行处理机的特点是重复设置许多个同样的处理单元，按照一定的方式相互连接，在统一的控制部件作用下，各自对分配来的数据并行地完成同一指令规定的操作。

　　控制部件实际上是一台高性能单处理机，它执行控制指令和只适用于串行处理的操作指令，而把适用于并行处理的指令传送给所用的处理单元，但仅有那些处于“活动”状态的处理单元才并行地对各自的数据进行同一操作。为了实现快速有效的数据处理，数据应在各处理单元之间合理分配与存储，使各处理单元主要对自身存储器内的数据进行运算。

　　串行数据转换并行数据的原理图

　　

　　module UART_Receiver（

　　Serial_in，

　　istartofpacket，

　　iendofpacket，

　　clk，RSTn，

　　Data_Bus，

　　datavalid，

　　oempty，

　　oendofpacket，

　　ostartofpacket

　　）;

　　parameterword_size=16;

　　parameterNum_counter_bits=4;

　　parameterNum_state_bits=3;

　　parameterword_deepth_size=7;

　　parameterdeepth_counter_size=3;

　　parameteridle=3‘b001;

　　parameterreceiving=3’b010;

　　parametersending=3‘b100;

　　output［word_size-1:0］Data_Bus;

　　output

　　oendofpacket，ostartofpacket;

　　oempty，datavalid，

　　inputSerial_in;inputclk;inputRSTn;

　　inputistartofpacket;inputiendofpacket;

　　reg［word_size-1:0］RCV_datareg［word_deepth_size -1:0］;

　　reg［word_size-1:0］RCV_shftreg;

　　reg［Num_counter_bits-1:0］bit_count;

　　reg［deepth_counter_size-1:0］ deepth_count1，deepth_count2;

　　reg［Num_state_bits-1:0］state，next_state;

　　reginc_bit_counter，clr_bit_counter;

　　regclr_deepth_counter1;

　　regclr_deepth_counter2;

　　regclr_deepth_counter2;regshift，load_datareg;regoutputstart，outputend;regsend_word;

　　regoendofpacket，ostartofpacket;regoempty;regdatavalid;

　　reg

　　［word_size-1:0］

　　Data_Bus;

　　clr_deepth_counter1=0;clr_deepth_counter2=0;clr_bit_counter=0;inc_bit_counter=0;shift=0;

　　load_datareg=0;outputstart = 0;outputend = 0;send_word =0;

　　next_state

　　=state;

　　if（istartofpacket==1）next_state=receiving;shift =1;begin

　　end

　　idle：

　　inc_bit_counter =1;shift = 1;begin

　　endif（bit_count ！= word_size-1）

　　clr_bit_counter =1;load_datareg =1;shift = 1;begin

　　endif（deepth_count1！=word_deepth_size-1）

　　load_datareg =1;clr_bit_counter =1;

　　clr_deepth_counter1 = 1;next_state = sending;begin

　　end

　　end

　　end

　　send_word = 1;outputstart = 1;begin

　　end

　　if（deepth_count2 == 0）

　　outputend = 1;send_word = 1;

　　clr_deepth_counter2 =1;next_state = idle;begin

　　endelse if（deepth_count2 == word_deepth_size-1）

　　send_word = 1;

　　else

　　sending：

　　next_state=idle;

　　default：

　　endcaseend

　　state《=idle;bit_count《=0;deepth_count1《=0;deepth_count2《=0;RCV_shftreg《=0;ostartofpacket 《= 0;oendofpacket 《= 0;Data_Bus 《= 0;begin

　　endif（RSTn == 0）

　　state《=next_state;oempty 《= 0;

　　bit_count《=0;

　　if（clr_bit_counter == 1）

　　bit_count《=bit_count + 1;

　　else if（inc_bit_counter == 1）

　　deepth_count1《=0;if（clr_deepth_counter1 == 1）deepth_count1《=deepth_count1 + 1;

　　else if（load_datareg == 1）

　　RCV_shftreg《={Serial_in，RCV_shftreg［word_size-1:1］};

　　if（shift == 1）

　　begin

　　else

　　begin

　　always @ （posedge clk）

　　RCV_datareg［deepth_count1］ 《=RCV_shftreg;if（load_datareg == 1）

　　deepth_count2《=0;if（clr_deepth_counter2 == 1）

　　deepth_count2《=deepth_count2 + 1;else if（send_word == 1）

　　ostartofpacket 《= 1;if（outputstart ==1）

　　ostartofpacket 《= 0;

　　else

　　oendofpacket 《= 1;if（outputend == 1）

　　oendofpacket 《= 0;

　　else

　　Data_Bus 《= RCV_datareg［deepth_count2］;datavalid 《= 1;begin

　　endif（send_word == 1）

　　Data_Bus 《= 0;datavalid 《= 0;begin

　　endelse

　　end

　　endendmodule