基于FPGA的串行通信实现与CRC校验

北京化工大学

硕士学位论文

基于FPGA的串行通信实现与CRC校验

姓名：刘春阳

申请学位级别：硕士

专业：检测技术与自动化装置

指导教师：韩建国

20060609

摘要

基于ＦＰＧＡ的串行通信的实现与ＣＩ屺校验

摘要

ＲｅｃｅｉｖｅｒＴｒ柚ｓｍｉｔｔｅｒ通用异步ｕＡＲＴ（即ＵｎｉｖｅｒｓａｌＡ心ｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ

收发器）是广泛使用的串行数据传输协议。Ｕ√虹江允许在串行链路上进行全双工的通信。

串行外设用到ＲＳ２３２．Ｃ异步串行接口，一般采用专用的集成电路即ＩＪＡＲＴ实现。如８２５０、８２５１、ＮＳｌ６４５０等芯片都是常见的ＩＪＡＲＴ器件，这类芯片已经相当复杂，有的含有许多辅助的模块（如ＦＩＦＯ），有时我们不需要使用完整的ｕＡＲＴ的功能和这些辅助功能。或者设计上用到了ＦＰ蝴Ｐｕ）器件，那么我们就可以将所需要的ＵＡＲＴ功能集成到ＦＰＧＡ内部。使用ｖｃｒｉｌｏｇＨＤＬ将ＩＪＡＲＴ的核心功能集成，从而使整个设计更加紧凑、稳定且可靠。同时采用循环冗余校验（ｃＲｃ校验），以获得更好的传输性能。本文应用ＥＤＡ技术，基于ＦＰＧＡ器件设计与实现Ｕｍ盯，并采用ｃＲｃ校验。主要工作如下：

１、在异步串行通信电路部分完全用ＦＰＧＡ来实现。选用Ｘｉｌｉｎｘ公司的ＳｐａｒｔａｎＩＩＩ系列的ｘＣ３ＳｌｏｏＯ来实现异步串行通信的接收、发送和接口控制功能，利用ＦＰＧＡ集成度比较高，具有在线可编程能力，在其完成各种功能的同时，完全可以将串行通信接口构建其中，可根据实际需求分配资源。

２、利用ＶｅｒｉｌｏｇＨＤＬ语言非常容易掌握，功能比ＶＨＤＬ更强大的特点，可以在设计时不断修改程序，来适用不同规模的应用，而且采用１

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ｖｅｒｉｌｏｇ输入法与工艺性无关，利用系统设计时对芯片的要求，施加不同的约束条件，即可设计出实际电路。

３、利用ＭｏｄｅｌＳｉｍ仿真工具对程序进行功能仿真和时序仿真，以验证设计是否能获得所期望的功能，确定设计程序配置到逻辑芯片之后是否可以运行，以及程序在目标器件中的时序关系。

４、为保证数据传输的正确性，采用循环冗余校验ＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ

Ｃｈｅｃｋ），该编码简单，误判概率低，为了减少硬件成本，Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ

降低硬件设计的复杂度，本设计通过ＣＲＣ算法软件实现。

实验结果表明，基于ＥＤＡ技术的现场可编程门阵列ＦＰＧＡ集成度高，结构灵活，设计方法多样，开发周期短，调试方便，修改容易，采用ＦＰＧＡ较好地实现了串行数据的通信功能，并对数据作了一定的处理，本设计中为ＣＲｃ校验。另外，可以利用ＦＰＧＡ的在线可编程特性，对本设计电路进行功能扩展，以满足更高的要求。

关键词：ＦＰＧＡ，串行通信，ｖｅｒｉｌｏｇ语言，ＣＲＣ校验，ＭｏｄｅｌＳｉｍ仿真

摘要

ｒＩ＿１ｌｅＩｍｐｌｅｎｌｅｎｔｏｆＳｅｎａｌＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＢａｓｅｄｏｎ

ＵＡＲＴ（ＵｎｉＶｅｒｓａｌ舡ｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ

ｄａｔａｔｒａｎｓｆｅｒｐｒｏｔｏｃｏｌｗｈｉｃｈｉｓｗｉｄｅｌｙ

ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎａｔｓｅｒｉａｌ１ｉＩ】【ｌ【ｃｉｒｃｕｉｔ．

ＲＳ２３２－ＣＲｅｃｅｉｖｅｒＴｒａｎｓＩＩｌｉｔｔｅｒ）ｉｓａｓｅｒｉａｌｕｓｅｄ．Ｕｍ汀ａｌｌｏｗｔｏｆｕｌｌ－ｄｕｐｌｅｘ舡ｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｓｅｒｉａｌｉＩｌｔｃｒｆａｃｅｉｓｕｓｅｄｂｙＳｅｒｉａｌ

ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ＧｅｎｅｒａｌｌｙｉｔｉＳｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄｂｙＩＣｎａｍｅｌｙＵＡＲＴｓｕｃｈａＳ８２５０、８２５１、ＮＳｌ６４５０，ｎｅｙ

ｃｈｉｐｓａｒｅａｒｅｔｈｅｆａＩｎｉｌｉａｒＵＡＲＴｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ，ａｎｄｉｎｄｕｄｅＴｈｅｓｅＶｅｒｙｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄｍａｎｙｓｅｃｏｎｄａｒｙ

ｍｏｄｕｌｅｓ（ｆｂｒ

ｆｕｎｃｔｉｏｎｓｅｘａｍｐｋｔｈｅｓｅ

ｕｓｅｄＦＩＩ砷Ｏ），ｓｏｍｅｔｉｍｅｓｗｅｄｏｎ’ｔｆｕｎｃｔｉｏｎｓ。ｗｅｕｓｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｕｐ蝴ａｎｄｓｅｃｏｎｄａｒｙｏｎＰｏｓｓｉｂｌｙＦＰＧ～ＣＰＬＤｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓａｒｅｄｅｓｉ印，ＳｏｃａｎｉｎｔｅｇｒａｔｅＵＡＲＴｆｌｌｎｃｔｉｏｎｓｉｎｔｏ

ＦＰＧＡ。、，ｃｒｉｌｏｇＨＤＬｉｓａｄｏｐｔｅｄｔｏｉｎｔｅｇｒａｔｅＵＡＲＴｃｅｎｔｒａｌｆＩｌｎｃｔｉｏｎｓ，ｓｏｉｔｃａｎｍａｋｅｔｈｅｗｈ０１ｅｄｅｓｉｇｎｔｉｇｈｔｅｒ、ｍｏｒｅｓｔｅａｄｙａｎｄｍｏｒｅｒｅｌｉａｂｌｅ。ＡｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅｃｙｃｌｉｃＲ℃ｄｕｎｄａｎｃｙｃｈｅｃｋ（ＣＲＣ）ｉｓ

ｐ印ｅｒａｄｏｐｔｅｄ，ｍａｋｅｔｒａｎｓｆｅｒｐｅ由ｒｍａｎｃｅｍｏｒｅｓｕｐｅｒｉｏｒ。Ｔ１１ｉｓｉｓｂａＳｅｄＦＰＧＡｃｏｍｐｏｎｅｎｔｄ …… 此处隐藏：8594字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……