基于fpga的专用串行通信芯片设计

《基于fpga的专用串行通信芯片设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、基于FPGA的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　　DesignofaspecialserialcommunicationchipbasedonFPGA　　LiangLi　　Beijingtechnologyand

2、businessuniversity，Beijing，100048，China　　Abstract：Thispaperintroducedthedevelopmentprocess，designideaandprogramrealizationofaserialcommunicationchipbasedonFPGA.Themoduledesignmethodwastakenbythetop-down.EachmodulewasdesignedbyVHDL.UnderMAX+PLUSⅡ，itwasaccomplishe

3、dtocompiler，simulatedandsoon.Atlast，itwasdownloadedtotheFPGAchips.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

4、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统功能，而且减轻了电路设计的难度，提高了设计的灵活性。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EDA工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

5、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；（

6、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行操作的选通信号。程序如下：　　IF（RESET=‘0’）THEN　　S0<=‘0’；　　HEND<=“00”；　　…………………………　　ELSIF（ADRESS=“0100”ANDIDATA=“10000000”）TH

7、EN　　S0<=‘1’；　　HEND<=“11”；　　上例中，S0是一个选通信号，当特定的数据和地址输入时，S0被置‘1’。HEND是一个应答信号，它被置成“11”表示对S0设置已经完成，可以进行下一个寄存器的设置。　　2.2多路选择模块　　本芯片区别于传统8251串行通信芯片的是多路传送功能，该功能可使串行通信芯片的利用率大大增加。本芯片可以驱动4个独立串口，通过给定不同的地址代码，即可选择不同的传输路径。程序如下：　　IF（RESET=‘0’）THEN　　F<=“00”；　　ELSIF（P11’EVENTANDP1

8、1=‘1’）THEN　　F<=“11”；　　…………………………　　IF（RESET=‘0’）THEN　　V<=“00”；　　ELSIF（F=“11”）THEN　　V<=“01”；　　…………………………　　CASEVIS　　WHEN“00”=>TXD（0）<=‘0’；　　上例中，P11是译码模块的选择信号，反映了外部的动作。F是