基于EDA技術的通用異步收發(fā)器設計

張雪

【摘要】 EDA技術屬于現代電子設計技術的核心內容，隨著時代的發(fā)展在通信領域、電子信息領域均逐漸得到了廣泛的應用。另外，信息網絡技術時電子信息技術的重要組成部門，掌握信息網絡技術的情況下能夠獲得更加完整的數據、計算機通信概念，便于更好的從事計算機通信、數據通信工作。本文在將EDA技術作為基礎技術的情況下，重點分析了通用亦不收發(fā)器中多個層面的設計，希望能夠更好的應用EDA技術。

【關鍵詞】 EDA技術 通用異步收發(fā)器 數據通信

前言：在數據通信系統當中，經常采用串行通信以促使信息數據交換。異步串行通信具有比較高的可靠性，且傳輸線比較少，能夠進行遠距離的傳輸，當前已經能夠在計算機以及外設的數據交換方面得到廣泛應用。其進行數據傳輸時一般均需要利用通用異步收發(fā)器。與此同時，恰當的利用EDA技術優(yōu)勢對串行通信接口進行設計，能夠便于人們更加直觀的了解到數據鏈路層的工作原理，亦能夠更加恰當的將其應用到實際當中。

一、EDA技術與通用異步收發(fā)器概述

EDA技術即是指電子設計自動化技術，屬于將計算機技術恰當應用于電子設計過程的新技術和，已經能夠在電子電路設計與方針、集成電路板圖設計、可編程器件的編程以及印刷電路板設計等領域得到廣泛應用。通用異步收發(fā)器簡稱UART，是一種通用串行數據總線，能夠進行雙向通信并實現全雙工傳輸和接收。當前，在嵌入式設計當中，通用異步收發(fā)器主要用于與計算機進行通信。通用異步收發(fā)器在工作當中基本上分為發(fā)生和接收兩個過程，并且會涉及到奇偶校驗位發(fā)生器、波特率發(fā)生器、頂層模塊等模塊。

二、基于EDA技術的通用異步收發(fā)器的具體設計

2.1奇偶校驗位發(fā)生器設計

基于EDA技術的通用異步收發(fā)器奇偶校驗位發(fā)生器設計，必須要能夠滿足以下幾個方面的功能：首先，所設計的奇偶校驗位發(fā)生器，要能夠根據奇偶校驗規(guī)則，即奇校驗為ODD，偶校驗為EVEN，進行恰當選定后輸入相應的串行二進制數據，將校驗位進行準確的計算，并且與輸入的串行數據校驗位進行比較，由此判斷數據的正確或者錯誤。其次，該奇偶校驗位發(fā)生器必須要能夠根據具體的檢驗規(guī)則，準確的為計算機所發(fā)送的并行數據添加相應校驗位。為了保證該奇偶校驗位發(fā)生器設計能夠滿足要求，一般會選用modelsim軟件對其進行功能仿真（如圖1），并且對仿真結果進行分析。

2.2波特率發(fā)生器設計

波特率發(fā)生器一般需要為通用異步收發(fā)器當中數據接收與發(fā)送過程所產生的計數器與串行數據發(fā)送中的移位寄存器提供時鐘。若要保證數據發(fā)送或者接收能夠按照RS-232串行通信時序要求進行，則必須要保證波特率發(fā)生器所產生的功能與RS-232通信所產生的波特率具有同步時鐘[1]。例如，若要波特率為9600bit/s，進行串行數據發(fā)生與接收時必須將占空比設置為50%的波特率時鐘，數據接收與發(fā)送過程中的計數器在計數達到5208*50%=2604并且輸出高電平之后，計數達到5208時，輸出置低電平且重新計數[2]。

2.3頂層模塊設計

通用異步收發(fā)器的頂層模塊包括諸多接口定義，主要用于實現收發(fā)內和與各個模塊之間的相互連接。若通用異步收發(fā)器的波特率為9600bit/s，在進行發(fā)送功能仿真時將能夠得到相應的仿真結果，如圖2所示。從該圖的相關結果可以發(fā)現，TOTAL-BIT是總數據位數，在計算機發(fā)送給通用異步收發(fā)器的等待TxD口發(fā)送數據為01010101，接觸send信號后，輸出的數據為001010101，該數據當中的第一位為起始位，中間八位則為TxD發(fā)送完成以后輸出的指示信號，例如在RxD上表示為0101010010，起始位為0，其后則為101010010[3]。

結論：綜上所述，利用EDA技術進行通用異步收發(fā)器的設計，在一定程度上能夠實現異步串行通信功能。對于設計的通用異步收發(fā)器各個模塊，基本上可以利用modelsim軟件進行功能仿真與校驗。從整體上而言，基于EDA技術的通用異步收發(fā)器具有較高靈活性，在實際的應用當中能夠恰當調整波特率發(fā)生器分頻參數，且能夠根據不同的數據幀格式進行不同方式的校驗，具有一定準確性和直觀性，值得在教學以及實際當中廣泛應用。

參 考 文 獻

[1]同曉榮，盛仲飆.基于FPGA實現CRC校驗功能的通用異步串口通信[J].信息技術，2012，03（04）：27-29.

[2]王友瑞，石偉，王志英，等.基于同步EDA工具的異步電路設計流程[J].計算機研究與發(fā)展，2012，09（08）：2027-2035.

[3]王磊，李超，胡春喜.一種多功能通用異步串行UART接口的設計與實現[J].四川兵工學報，2014，12（03）：101-103.