基于SOPC的嵌入式高速串口設計(06-100)

　　高速串口數據通信在現代通信系統和控制系統中應用日益廣泛，較之傳統的基于RS232傳輸標準，具有更高的可靠性，更強的兼容性，更快的傳輸速率。由于不同的串口數據通信采用的方式各不相同，有異步模式、同步模式，而且數據傳輸格式也各不相同，有的采用傳統SCI傳輸格式，有的采用自定義數據格式，有的采用幀長度固定方式，有的采用幀長度可變方式等，而且每一幀的數據長度可以從10bit到幾千bit，所以高速串口的設計要求不同其實現方案也不同。本文重點介紹基于SOPC(可編程系統芯片)的高速異步串口通信系統的設計方法。

　　目前的嵌入式處理器種類繁多。Altera 公司的Nios II處理器是用于可編程邏輯器件的可配置的軟核處理器,與Altera 的FPGA 組合,具有很高的性價比。

　　總體設計及系統架構

　　高速串口數據通信系統采用雙線平衡驅動，半雙工同步傳輸或單向廣播同步傳輸，線路傳輸速率為5Mbits/s，總線連接關系如圖1所示。



　　系統中主機模塊能調度總線上的數據幀收發，保持數據通信的實時性，數據傳輸時由主機模塊發送數據幀。數據幀若為半雙工同步傳輸幀，則數據幀只對其中一個外圍模塊有效，同時當外圍模塊收到數據后，應發送相應的應答信號；數據幀若為單向廣播同步傳輸幀，則數據發向所有外圍模塊，而不需要任何應答信號。

　　系統以固定的數據幀格式傳送數據，不同于傳統的SCI格式，幀長為7字節(共56bits)，由2字節引導序列、1字節地址，3字節數據、1字節幀結束序列組成。幀的發送順序：字節內低位先發，多字節內低字節先發。