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基于SOPC的异步串行通信IP核设计

作者:时间:2013-02-20来源:网络收藏

4实验验证

系统硬件介绍

本文采用Xilinx公司提供的ML505 V5 FPGA Demo板作为SoPC系统硬件平台。ML505 FPGA演示验证板主要由一块Virtex-5 XC5VLX50T FPGA构成,此外还包括RAM、Flash、以太网接口芯片、USB接口芯片以及ADM3202 RS-232电平转换芯片等外围扩展芯片,其中ADM3202电路原理图如图7所示。

实验采用Xilinx公司ISE工具完成UART 的逻辑综合和仿真,仿真波形如图8所示,发送数据为0x01.UART 仿真通过后,用EDK工具提供的Peripheral Import Wizard生成一个采用PLB Slave Single模块的自定义框架。在该IP核目录下的user_logic.v文件中例化波特率模块、发送模块、接收模块和寄存器组,并增加相应总线访同逻辑后即生成了本文设计的UART IP核。

用EDK工具中的Base System Builder wizard新建一个如图3所示的SoPC系统,如图9所示。在Port界面下将UART IP核的收发管脚定义为External,并在UCF文件中加入收发管脚的管脚映射描述。在Address界面下生成UART IP核的地址空间,UART通信测试程序将通过该地址空间访问UART IP核。用EDK工具中Hardware菜单下Generate Bit Stream命令生成该SoPC系统的FPGA配置文件。用该配置文件配置ML505板载FPGA后,即生成了SoPC UART通信系统硬件。

用EDK工具中的Xilinx SDK软件开发工具编写相应的UART通信测试程序,编译后将程序下载至MicroBlaze处理器程序空间。将ML505板串口与PC机串口连接后运行UART通信测试程序,在PC机上可以观察到此UART通信系统可以正确的发送和接收UART数据,证明了该UART IP核工作正常。

5结论

文中详细介绍了一种基于SoPC概念的UART IP核的设计。通过将Xilinx公司提供的PLB Slave Single模块和本文设计的UART逻辑模块结合,快速搭建了一个满足PLB总线接口要求的UART IP核,仿真与综合结果表明该UART IP核各项功能均达到预期要求。该设计方法既采用了成熟的商业IP核,也利用总线接口模块将用户自定义IP核与商业IP核连接成为一个完整的SoPC系统。该方法增加了系统的灵活性、扩展性,同时缩短了系统开发时间,降低了系统开发难度,可为其他嵌入式系统的开发提供有益的参考。


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