UART串口概述UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）串口是一種用于數(shù)據(jù)通信、軟硬件調(diào)試以及打印調(diào)試信息的接口。盡管UART的傳輸速率相對(duì)

UART串口概述

UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）串口是一種用于數(shù)據(jù)通信、軟硬件調(diào)試以及打印調(diào)試信息的接口。盡管UART的傳輸速率相對(duì)較慢，這主要是由其通信原理和通信介質(zhì)共同導(dǎo)致的。然而，盡管存在缺點(diǎn)，UART仍然被廣泛應(yīng)用，特別是在SOC設(shè)計(jì)中。本文將重點(diǎn)介紹UART串口設(shè)計(jì)過(guò)程中的各個(gè)模塊。

接口部分設(shè)計(jì)

在UART串口設(shè)計(jì)中，接口部分包括定義一些寄存器，如控制寄存器（control_reg），其中包含波特率設(shè)置、奇偶校驗(yàn)位設(shè)置、數(shù)據(jù)位數(shù)設(shè)置、停止位設(shè)置等內(nèi)容；狀態(tài)寄存器（status_reg），包含奇偶校驗(yàn)錯(cuò)誤狀態(tài)、中斷狀態(tài)、發(fā)送接收FIFO空滿狀態(tài)、CRC錯(cuò)誤狀態(tài)等信息；數(shù)據(jù)寄存器（data_reg），包含發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)。

輸出緩存設(shè)計(jì)

輸出緩存部分用于緩存待發(fā)送的數(shù)據(jù)，其大小需根據(jù)發(fā)送端的吞吐率和UART的速率進(jìn)行計(jì)算，以確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧鲿承?。通過(guò)合理計(jì)算輸出緩存的大小，可以提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男省?/p>

輸入緩存設(shè)計(jì)

輸入緩存部分用于緩存UART接收到的數(shù)據(jù)，其大小也需要根據(jù)接收端的吞吐率和UART的速率進(jìn)行計(jì)算。通過(guò)合理確定輸入緩存的大小，可以有效處理接收到的數(shù)據(jù)，避免數(shù)據(jù)丟失或溢出情況的發(fā)生。

發(fā)送狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)

發(fā)送狀態(tài)機(jī)部分用于逐位地發(fā)送數(shù)據(jù)，按照指定格式{開始位、數(shù)據(jù)位（位數(shù)可變）、奇偶校驗(yàn)位、停止位}的順序發(fā)送出去。發(fā)送狀態(tài)機(jī)在UART波特率的控制下，逐位發(fā)送數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

接收狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)

接收狀態(tài)機(jī)部分用于逐位地接收數(shù)據(jù)，剝離起始位、奇偶校驗(yàn)位和停止位，將數(shù)據(jù)組成完整的字節(jié)，并存入輸入緩存部分。接收狀態(tài)機(jī)的設(shè)計(jì)關(guān)乎數(shù)據(jù)的正確性和完整性，確保接收到的數(shù)據(jù)能夠被正確處理和利用。

通過(guò)對(duì)UART串口的各個(gè)模塊設(shè)計(jì)進(jìn)行深入了解和優(yōu)化，可以提升系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的處理效率和準(zhǔn)確性，從而更好地滿足各類應(yīng)用場(chǎng)景的需求。UART串口作為一種常見的外設(shè)，在各種嵌入式系統(tǒng)和通信設(shè)備中發(fā)揮著重要作用，因此對(duì)其設(shè)計(jì)和優(yōu)化顯得尤為重要。