基于SOPC的嵌入式高速串口設(shè)計(jì)(06-100)

　　高速串口數(shù)據(jù)通信在現(xiàn)代通信系統(tǒng)和控制系統(tǒng)中應(yīng)用日益廣泛，較之傳統(tǒng)的基于RS232傳輸標(biāo)準(zhǔn)，具有更高的可靠性，更強(qiáng)的兼容性，更快的傳輸速率。由于不同的串口數(shù)據(jù)通信采用的方式各不相同，有異步模式、同步模式，而且數(shù)據(jù)傳輸格式也各不相同，有的采用傳統(tǒng)SCI傳輸格式，有的采用自定義數(shù)據(jù)格式，有的采用幀長(zhǎng)度固定方式，有的采用幀長(zhǎng)度可變方式等，而且每一幀的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度可以從10bit到幾千bit，所以高速串口的設(shè)計(jì)要求不同其實(shí)現(xiàn)方案也不同。本文重點(diǎn)介紹基于SOPC(可編程系統(tǒng)芯片)的高速異步串口通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。

　　目前的嵌入式處理器種類繁多。Altera 公司的Nios II處理器是用于可編程邏輯器件的可配置的軟核處理器,與Altera 的FPGA 組合,具有很高的性價(jià)比。

　　總體設(shè)計(jì)及系統(tǒng)架構(gòu)

　　高速串口數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)采用雙線平衡驅(qū)動(dòng)，半雙工同步傳輸或單向廣播同步傳輸，線路傳輸速率為5Mbits/s，總線連接關(guān)系如圖1所示。



　　系統(tǒng)中主機(jī)模塊能調(diào)度總線上的數(shù)據(jù)幀收發(fā)，保持?jǐn)?shù)據(jù)通信的實(shí)時(shí)性，數(shù)據(jù)傳輸時(shí)由主機(jī)模塊發(fā)送數(shù)據(jù)幀。數(shù)據(jù)幀若為半雙工同步傳輸幀，則數(shù)據(jù)幀只對(duì)其中一個(gè)外圍模塊有效，同時(shí)當(dāng)外圍模塊收到數(shù)據(jù)后，應(yīng)發(fā)送相應(yīng)的應(yīng)答信號(hào)；數(shù)據(jù)幀若為單向廣播同步傳輸幀，則數(shù)據(jù)發(fā)向所有外圍模塊，而不需要任何應(yīng)答信號(hào)。

　　系統(tǒng)以固定的數(shù)據(jù)幀格式傳送數(shù)據(jù)，不同于傳統(tǒng)的SCI格式，幀長(zhǎng)為7字節(jié)(共56bits)，由2字節(jié)引導(dǎo)序列、1字節(jié)地址，3字節(jié)數(shù)據(jù)、1字節(jié)幀結(jié)束序列組成。幀的發(fā)送順序：字節(jié)內(nèi)低位先發(fā)，多字節(jié)內(nèi)低字節(jié)先發(fā)。