基于FPGA的PCI總線串口卡設(shè)計
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接收模塊通過狀態(tài)機來完成數(shù)據(jù)接收，其狀態(tài)機包含4個狀態(tài)：空閑狀態(tài)(idle)、移位狀態(tài)(shift)、奇偶校驗狀態(tài)(parity)和停止位狀態(tài)(stop),如圖6所示。其工作過程如下：當(dāng)系統(tǒng)復(fù)位時，狀態(tài)機進入空閑狀態(tài)，等待接收開始位；當(dāng)開始位被確定有效后,狀態(tài)機進入移位狀態(tài)。在移位狀態(tài)中，接收模塊為每個數(shù)據(jù)位的移入等待16個內(nèi)部時鐘周期,接收完特定的數(shù)據(jù)位后，若奇偶校驗使能有效，則跳轉(zhuǎn)到奇偶校驗狀態(tài)；否則，進入停止位狀態(tài)，而后進入空閑狀態(tài)，重復(fù)上述過程。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/191527.htm
1.2.4 發(fā)送模塊
發(fā)送模塊包括發(fā)送緩存寄存器和發(fā)送移位寄存器。在發(fā)送數(shù)據(jù)開始時，清空發(fā)送緩存寄存器和發(fā)送移位寄存器后，發(fā)送緩存寄存器接收發(fā)送來的數(shù)據(jù)，然后從發(fā)送緩存寄存器向發(fā)送移位寄存器發(fā)送數(shù)據(jù)。首先發(fā)送起始位到發(fā)送移位寄存器,同時啟動發(fā)送數(shù)據(jù)計數(shù)器,記錄發(fā)送數(shù)據(jù)的個數(shù)，直到發(fā)送移位寄存器接收到滿足需求的數(shù)據(jù)。若奇偶校驗使能有效,則跳轉(zhuǎn)到奇偶校驗狀態(tài)；否則，進入停止位狀態(tài)，完成1幀數(shù)據(jù)的發(fā)送。只要發(fā)送緩存寄存器不為空，則繼續(xù)傳輸下一幀數(shù)據(jù)。其狀態(tài)機的實現(xiàn)與接收模塊的類似。
2 系統(tǒng)軟件設(shè)計
2.1 驅(qū)動程序
WinDriver是一套PCI驅(qū)動程序開發(fā)包。它改變了傳統(tǒng)驅(qū)動程序開發(fā)的方法與思路，極大地簡化了驅(qū)動程序的編制。同時，WinDriver又沒有犧牲驅(qū)動程序的性能，是一套高效、快捷的PCI驅(qū)動程序開發(fā)軟件包[4]。WinDriver可在VC／C++、Delphi、BC++、VB等多種開發(fā)環(huán)境中使用,本設(shè)計選用VC++作為驅(qū)動程序的開發(fā)環(huán)境，通過WinDriver生成VC++代碼，根據(jù)設(shè)計的需要修改生成的代碼以完成此PCI設(shè)備的驅(qū)動。驅(qū)動程序流程圖如圖7所示。
2.2 應(yīng)用程序
應(yīng)用程序負(fù)責(zé)調(diào)用、連接驅(qū)動程序，實現(xiàn)與驅(qū)動程序的通信。連接到驅(qū)動程序后，向驅(qū)動程序注冊，同時啟動串口監(jiān)測工作線程，等待事件發(fā)生。當(dāng)驅(qū)動程序接收到中斷后，通過發(fā)送消息通知應(yīng)用程序，處理發(fā)生的事件。處理后退出應(yīng)用程序，結(jié)束等待事件線程。應(yīng)用程序流程圖如圖8所示。
本文介紹了一種基于FPGA的PCI總線串口卡設(shè)計方法，簡單說明了其硬件的設(shè)計和驅(qū)動程序、應(yīng)用程序的編寫方法。該設(shè)計符合通用的PCI規(guī)范，支持即插即用功能，傳輸速率高，抗干擾能力強?？梢詮V泛應(yīng)用于各類測試設(shè)備、工廠自動化等，具有很高的實用價值。
參考文獻
[1] 徐志春.基于PCI總線的多串口通信適配卡設(shè)計[J].微計算機信息,2007,23:294-296.
[2] 王友波,劉明業(yè).PCI總線接口控制器的FPGA設(shè)計[J].北京理工大學(xué)學(xué)報,2004,24(5): 423-426.
[3] 楊大柱.基于FPGA的UART電路設(shè)計與仿真[J]. 微計 算機信息, 2007,23(5-2):212-213.
[4] 劉映杰,張在峰,劉瑋,等.用WinDriver開發(fā)PCI設(shè)備驅(qū)動程序[J]. 信息技術(shù),2004, 28 (2):78-80.
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