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基于FPGA的高速异步数据传输系统设计
资料介绍
通用异步收发器（UART）是一种能同时支持近距离和远距离传输的异步串行接口，具有传输速率较高、传输距离长、抗干扰性能好、电路结构简单以及节省布线资源等优点。然而，随着社会的发展，信息传输容量越来越大，传统的UART成为信息传输中的瓶颈。因此，提升UART的传输速率具有重大的意义。FPGA芯片拥有数量众多的LE（逻辑单元），再加上数量众多的布线资源，使它具有非常强的灵活性。因此，使用FPGA实现的UART在传输速率使用灵活性以及性价比方面具有很大的优势。
本文对综合型UART芯片采用FPGA自顶向下的方法进行设计，所设计的综合型UART模块主要包括三大模块，分别是低速UART模块，高速UART模块和复位状态机模块。其中，低速UART模块按照传统的UART协议进行设计，其波特率为9600 baud/s；考虑到传输速率以及误码率的影响，对低速UART模块进行了改进，相比低速UART模块，高速UART模块增加了8位的帧头，并运用了乒乓FIFO做缓存，采用了国际标准的CRC-8校验方式，其波特率达到了62.5M baud/s。另外，为了验证低速UART的正确性，设计了单片机辅助电路，把低速UART模块和单片机部分相连接，双方之间按照UART通信协议进行通信。在具体的设计过程中，将结合FPGA的最新技术并利用Quartus II13.1，Modelsim等EDA软件对各个模块进行综合优化、功能仿真及下载实现。
验证结果表明，低速UART模块和单片机之间能正常进行通信，高速UART模块功能仿真正确，达到了预期的设计目标。
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