基于SOPC技術(shù)的異步串行通信IP核的設(shè)計與實現(xiàn)
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3 UART IP核設(shè)計
3．1 PLB Slave Single模塊介紹
如上，UABT IP核作為PLB總線的從設(shè)備，必須提供PLB總線接口。但由于PLB總線協(xié)議復(fù)雜，實現(xiàn)其接口難度較大，Xilinx公司為了使用戶編寫的邏輯能夠方便的連結(jié)到PLB總線上，提供了一種PLB總線與用戶邏輯之間的接口模塊(IPIF，IP Interface)，利用它簡化了PLB總線接口信號、總線協(xié)議和其他接口相關(guān)問題。IPIF接口邏輯中最簡單的模塊稱為PLB Slave Single模塊，它提供了一種輕量級的PLB總線接口，為PLB總線主設(shè)備提供了解析從設(shè)備地址空間，讀寫從設(shè)備寄存器／存儲空間等基本服務(wù)。本文設(shè)計的UARTIP核與MicroBlaze處理器之間僅通過寄存器的讀寫進(jìn)行交互，PLB Slave Single模塊很好的滿足了該設(shè)計要求，因此采用PLB Slave Single模塊與UART邏輯共同構(gòu)成了UART IP核。PLB Slave Single模塊與UART邏輯之間的連接關(guān)系如圖3所示，接口信號說明如表1所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/154802.htm
在系統(tǒng)中，UART IP核的內(nèi)部寄存器組映射為處理器的某段地址空間，MicroBlaze處理器通過對該段地址的讀寫實現(xiàn)對UART IP核的訪問。當(dāng)MicroBlaze處理器訪問UART IP核的某個寄存器時，PLB總線會產(chǎn)生相應(yīng)的地址信號和讀寫信號，該信號被UART IP核中的PLB Slave Single模塊解析并生成相應(yīng)的IPIF信號，UART IP核中的UABT邏輯響應(yīng)該IPIF信號，完成寄存器的讀寫。
3．2 UART IP核寄存器組設(shè)計
文中設(shè)計的UART IP核提供了5個寄存器，如表2所示。其中發(fā)送寄存器和讀接收寄存器完成UART數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。狀態(tài)寄存器提供了UART IP核內(nèi)部狀態(tài)，包括接收數(shù)據(jù)有效，發(fā)送FIFO滿，接收FIFO滿，奇偶校驗錯等狀態(tài)。控制寄存器提供了UART IP核復(fù)位功能。配置寄存器提供了波特率設(shè)置，奇偶校驗位設(shè)置等功能。
3. 3 UART協(xié)議邏輯模塊設(shè)計
本文設(shè)計的UART協(xié)議邏輯模塊主要包括波特率產(chǎn)生模塊，發(fā)送模塊，接收模塊，寄存器組等幾個部分，其結(jié)構(gòu)如圖4所示。寄存器組說明如表2，其他幾個模塊的設(shè)計如圖4所示。
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