用VHDL设计专用串行通信芯片

WTHR.VHD作为整个芯片的发送模块，其中包括发送保持器、并/串转换。

端口描述如下：

entity wthr is

port (sen:in STD_LOGIC; --发送使能信号

whtr: in STD_LOGIC; --写发送保持器信号

dbus: in STD_LOGIC_VECTOR (7 downto 0;

--8位数据线，单向

rsthr:in STD_LOGIC; --清发送保持器

thre:out STD_LOGIC; --发送保持器数据空

thre：out STD_LOGIC; --发送串行数据线

clkout:out STD_LOGIC; --发送数据同步时钟信号

sclk: in STD_LOGIC); --波特率发生器产生的分频信号

end wthr；

当发送保持器无数据时，thre信号有效，通知CPU可写。一旦CPU写入数据且sen有效，便根据波特率发生器产生的sclk信号将数据并/串转换，并通过dout和clkout将串行数据和同步时钟发送。

process (rsthr,sclk,sen,sef) --parallel data to serial data variable l:integer range 0 to 7;

begin

if rsthr='1' then

m=0;

1:=7;

sef='1';

elsif wthr='1'then

sef='0';

elsif sen='1'and sef='0' then

if sclk'event and sclk='1' then

dout=w_p(1);

m=m+1;

l:=1-1;

if m=7 then

m=0;

1:=7;

esf=='1';

end if;

end if;

end if;

end process;

3 实现难点及使用VHDL应注意的一些问题

由于VHDL语言是描述硬件行为的，相对其它开发软件的高级语言而言，在编程过程中有一些特殊性，所以经常会出现语法正确但无法综合的问题。其原因多半因为编程者对硬件内部的工作原理了解不够，写出的代码硬件无法实现。通过这块芯片的设计，在此总结出一些应注意的问题，供大家参考：

（1）在一个进程中只允许一个信号上升沿作为触发条件。

（2）信号值改变后要经过一个小的延时才能生效，同个信号不能在多个进程中赋值（因为多个信号源不能同时对同一个信号驱动）。

（3）时序电路和组合电路最好不要在同一个进程中，以免费资源。

（4）一个功能模块最好按上升沿信号分多个进程完成，各进程间用信号联系。

（5）同一个信号在进程中的值改变后，要注意该值改变前后该进程中其它变量的变化，避免逻辑死锁。

（6）在顺序语句中，注意信号因赋值后需延时改变而与变量的不同。

（7）设计双向三态数据线时，内部数据线最好读写分开。与外部结合时，不同读数据线之间，读写数据线之间应使用三态门，且由读信号控制。

本设计由于采用了VHDL语言作为输入方式并细合可编程逻辑门阵列CPLD，大大缩短了设计周期，提高了设计的可靠性、灵活性，使用户可根据自己的需求，方便、高效地设计出适合的串行通信芯片。