基于fpga串行通信的实现

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1、任务书生名学姓设计（或论文）题目基于FPGA的串行通信实现指导教师姓名职称工作单位及所从事专业联系方式备注设计（论文）内容：1.熟悉电子设计自动化，FPGA和VHDL语言；2.异步串行通信电路的FPGA实现；3.各主要模块设计；4.基于QuartsTT6.0的环境下对各主要模块进行仿真;进度安排：3-7周：查阅资料；8-15周：总体方案设计，各模块设计，仿真;16-18周：撰写论文，准备答辩；主要参考文献、资料（写清楚参考文献名称、作者、出版单位）：1.潘松.VHDL实用教程[M].成都电子科技大学出版社.2000.2.黄智伟，王彦.FPGA系统设计与实践[M].电子工业出版社.2

2、005.3.李洪伟，袁斯华.基于QuartusII的FPGA/CPLD设计[M].电子工业出版社.2006.4.刘皖.FPGA设计与应用[M].清华大学出版社.2006.5.侯伯亨.VHDL硬件描述语言与数字逻辑电路设计.西安电子科技大学出版社.1999.审批意见6.陆海峰.实现FPGA与PC的串行通信[J],电子设计与应用.2004.教研室负责人：年月闩摘要UART（B

3、JUniversalAsynchronousReceiverTransmitter通用异步收发器）是广泛使用的串行数据传输协议，UART允许在申行链路上进行全双工的通信。串行外设用到RS232-C异步串行接口，一

4、般采用专用的集成电路即UART实现。如8250，8251,NS16450等芯片都是常见的UART器件，这类芯片己经相当复杂。冇的含有许多辅助的模块（如FIFO,有时我们不需要使用完整的UART的功能和这些辅助功能，或者设计上用到了FPGA/CPLD器件，那么我们就可以将所需要的UART功能集成到FPGA内部。使用VHDL将UAKT的核心功能集成，从而使整个设计更加紧凑、稳定且可靠。本文应用EDA技术,基于FPGA器件设计与实现串行通信。主要工作如下：1、在异步串行通信电路部分完全用FPGA来实现。选用Altera公司的CycloneII系列的EP2C5T144C8来实现异步串行通信

5、的接收、发送和接口控制功能。2、利用QiiartSII6.0仿真工具对程序进行功能仿真和时序仿真，以验证设计是否能获得所期望的功能，确定设计程序配置到逻辑芯片之后是否可以运行，以及程序在A标器件屮的时序关系。关键词串行通信；FPGA；VHDL语言I第1章绪论1弓IB11.2研究背景与意义2第2章设计要求与方案32.1设计要求32.2设计方案3第3章FPGA与VHDL语言与串行通信介绍43.1FPGA概述43.2VHDL语言简介53.3FPGA开发流程63.4串行通信的基本概念63.5异步串行通信73.6同步串行通信93.7并行通信9第4章基于FPGA的串行通信设计与实现104.1硬

6、件设计104.2MAX232介绍104.3RS232介绍114.4功能模块的设计12忌、17&诮寸18P付录19#＜捕24第1章绪论1.1引言在近几年，随着微电子学和计算机科学的迅速发展，给m）A（电子设计自动化）行业带来了巨大的变化。特别是进入20世纪90年代后，电子系统己经从电路板级系统集成发展成为也括ASIC、FPGA和嵌入系统的多种模式。可以说EDA产业己经成为电子信息类产品的支柱产业。EDA能蓬勃的发展的关键技术之一就是采用了硬件描述语言（HDL）描述电路系统，这也是计算机应用的一次重大突破，硬件描述语言的出现使电子系统的设计可以象C程序一样简单易学，从而让软件工程人员很

7、容易了解硬件的设计。对于FPGA和CPLD开发而言，比较流行的HDL主要是VerilogHDL、VHDL、ABEL_HDL、AHDL等，其中VHDL和VeHlogHDL因比较标准的发展方向而最终成为IEEE标准。但与VHDL相比Verilog有个最大的优点是：它是一种非常容易掌握的硬件描述语言，只要有C语言的编程基础，一般经过2到3个月的认真学习和实际操作就能掌握这种设计技术。并且完成同一功能它的程序条数一般仅有VHDL的1/3。当今社会是数字化社会，是数字集成电路广泛应用的社会。数字集成电路木身在不断地进行更新换代。它由早期的电子管、晶体管、小中规模集成电路、发展到超大规模集成电

8、路以及许多具有特定功能的专用集成电路。但是，随着微电子技术的发展，设计与制造集成电路的任务已不完全由半导体厂商来独立承担。系统设计师更愿意自己设计专用集成电路（ASTC）芯片，而希望ASTC的设计周期尽可能短，最好是在实验里就能设计出合适的ASIC芯片，并且立即投入实际应用之中，因而出现了现场可编程逻辑器件（FPLD），其中应用最广泛的当属现场可编程门阵列（FPGA）和复杂可编程逻辑器件（CPLD）oFPGA具有体系结构和逻辑单元灵活、集成度高以及适用范围宽等特点。兼