基于SOPC的異步串行通信IP核設計

3 UART IP核設計

3.1 PLB Slave Single模塊介紹

如上，UABT IP核作為PLB總線的從設備，必須提供PLB總線接口。但由于PLB總線協議復雜，實現其接口難度較大，Xilinx公司為了使用戶編寫的邏輯能夠方便的連結到PLB總線上，提供了一種PLB總線與用戶邏輯之間的接口模塊(IPIF，IP Interface)，利用它簡化了PLB總線接口信號、總線協議和其他接口相關問題。IPIF接口邏輯中最簡單的模塊稱為PLB Slave Single模塊，它提供了一種輕量級的PLB總線接口，為PLB總線主設備提供了解析從設備地址空間，讀寫從設備寄存器/存儲空間等基本服務。本文設計的UARTIP核與MicroBlaze處理器之間僅通過寄存器的讀寫進行交互，PLB Slave Single模塊很好的滿足了該設計要求，因此采用PLB Slave Single模塊與UART邏輯共同構成了UART IP核。PLB Slave Single模塊與UART邏輯之間的連接關系如圖3所示，接口信號說明如表1所示。

在系統中，UART IP核的內部寄存器組映射為處理器的某段地址空間，MicroBlaze處理器通過對該段地址的讀寫實現對UART IP核的訪問。當MicroBlaze處理器訪問UART IP核的某個寄存器時，PLB總線會產生相應的地址信號和讀寫信號，該信號被UART IP核中的PLB Slave Single模塊解析并生成相應的IPIF信號，UART IP核中的UABT邏輯響應該IPIF信號，完成寄存器的讀寫。

3.2 UART IP核寄存器組設計

文中設計的UART IP核提供了5個寄存器，如表2所示。其中發送寄存器和讀接收寄存器完成UART數據的發送和接收。狀態寄存器提供了UART IP核內部狀態，包括接收數據有效，發送FIFO滿，接收FIFO滿，奇偶校驗錯等狀態。控制寄存器提供了UART IP核復位功能。配置寄存器提供了波特率設置，奇偶校驗位設置等功能。