基于fpga专用串行通信芯片设计

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1、基于FPGA专用串行通信芯片设计摘要：介绍了基于FPGA的串行通信芯片的开发过程、设计思想和编程实现。采用模块化自上而下的设计方法,各模块设计使用VHDL语言，在MAX+PLUSII下实现编译、仿真等，最后成功下载到FPGA芯片中。这种基于芯片的设计方法，具有设计灵活、研制周期短、易于调试、系统可靠性高等一系列优点。关键词：FPGAVHDL通信芯片DesignofaspecialserialcommunicationchipbasedonFPGALiangLiBeijingtechnologyandbusinessuniversity,Beijing,100048,

2、ChinaAbstract：Thispaperintroducedthedevelopmentprocess,designideaandprogramrealizationofaserialcommunicationchipbasedonFPGA・Themoduledesignmethodwastakenbythetop-down.EachmodulewasdesignedbyVHDL.UnderMAX+PLUSII,itwasaccomplishedtocompiler,Simulatedandsoon.Atlast,itwasdownloadedtotheFPG

3、Achips・Thismethodofdesignbasedonchipshasseriesofadvantages,suchasdesignfast,shortperiodofdevelopment,debugeasyandsystemdependabilityhigh.Keywords：FPGA；VHDL；communicationchip利用EDA工具采用可编程逻辑器件，通过设计芯片来实现系统功能，这种方法称为基于芯片的设计方法。设计者可以直接定义器件的内部逻辑和管脚，将原来由电路板设计完成的大部分工作放在芯片设计中进行。这样不仅可以通过芯片设计实现多种逻辑系

4、统功能，而且减轻了电路设计的难度，提髙了设计的灵活性。基于芯片的设计可以减少芯片数量，提高系统的性能和可靠性。以串行通信芯片为例，介绍了用EDAX具和可编程逻辑器件设计串行通信芯片的开发过程、各模块工作原理及编程方法。1芯片总体结构芯片的总体结构是以Altera公司的EP1K系列为主控芯片，主要由地址译码模块、线路控制/状态模块、不同工作方式的传输模块、可编程多路选择模块、可编程分频模块和LED点阵显示模块组成，系统总体结构框图如图1所示。图1系统总体结构框图2模块编程实现本设计采用模块化的设计方法，按功能将芯片的内部结构分成若干个模块，规定每一模块的功能和各模块之

5、间的接口，先对各模块分别调试，然后再将各模块整合起来联调。这样设计有利于各功能模块程序的编写和调试，从而降低整个芯片的调试难度，提高软件的可维护性及可读性。本芯片的主要功能包括：(1)可编程实现不同传输速率;(2)可编程实现4条传输线路的选择；(3)可编程实现异步带校验收发；(4)可编程实现异步无校验收发；(5)可编程实现同步带校验收发；(6)可编程实现同步无校验收发;(7)能够进行多位收发。2.1地址译码模块及内部寄存器选择本芯片具有可编程特性，它从8位数据线上输入数据，从3位地址线上输入地址，对特定地址的寄存器进行设置。地址译码模块将输入的地址和数据转化为所要进

6、行操作的选通信号。程序如下：IF(RESET='0')THENSOTXD(0)IF(RESET='0')THENCNT：=0；CLKOUT