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基于Wishbone总线的UART IP核设计

作者:时间:2011-03-21来源:网络收藏

摘要:介绍了一种 核的方法。该采用了自顶向下的模块化划分和有限状态机相结合的方法,由于其应用了标准的接口,从而使微机系统与串行设备之间的通信更加灵活方便。验证结果表明,这种新的架构是有效的。
关键词:;有限状态机;

随着集成电路与嵌入式技术的发展与广泛应用,许多嵌入式系统都需要进行串行通信,因此在片上嵌入式系统芯片中集成uART(通用异步接发装置)的核已成为一种趋势。
IP核复用技术的集成电路设计中,片上总线的选取是最为关键的问题。目前,许多厂商已经开发了适用于各自片上总线标准的 IP核,例如AMBA总线的UART IP核、基于CoreConnect总线的UART IP核等。如果用户要使用这些商业化的UART核,则需要得到授权。因此从成本、性能、开放性的角度来看,采用开源、易于实现的Wishbone总线标准设计出的UART IP核将会拥有广泛的市场。

1 UART IP核的设计原理
1.1 UART工作原理
通用非同步收发装置(UART)是计算机进行串行通信的重要组成部分。它将微机系统内部传送过来的并行数据转换为串行输出数据流,以电平的形式传输出去;将微机系统外部传送来的串行数据转换为字节,供微机系统内部使用并行数据的器件使用;在输出的串行数据流中加入奇偶校验位,并对从外部接收的数据流进行奇偶校验;在输出数据流中加入启停标记,并从接收数据流中删除状态标记。
对于UART而言,总线上的所有信号都是至关重要的。这些信号包括所需的控制信息和数据。因此总线接口的设计决定着UART的设计细节。本设计采用Wishbone总线作为UART核与微机系统进行通信的主机接口。UART核的接口信号如图1所示。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/156564.htm

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1.2 Wishbone总线接口
在集成电路设计领域,Wishbone总线结构是一种灵活、开源的设计方法。其目的是促进设计的再利用,简化系统级芯片的集成问题。通过在IP核之间创建一个总线接口,从而将各个IP核能方便地进行连接。这就提高了设计的可复用性和系统的可靠性,加快了产品推向市场的速度。在此之前,IP核之间都是使用非标准的总线规范进行连接的,这就难以实现复用。因此采用标准化的E总线结构设计IP核,已成为IC设计行业的主流。
在设计中,Wishbone总线为微机系统和UART控制器提供了操作接口。Wishbone总线接口的主要功能是协调处理器和UART核之间的信号,使处理器能正确地使用UART核进行数据通信。


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