基于SOPC的嵌入式高速串口设计(06-100)

　　高速串口数据通信在现代通信系统和控制系统中应用日益广泛，较之传统的基于RS232传输标准，具有更高的可靠性，更强的兼容性，更快的传输速率。由于不同的串口数据通信采用的方式各不相同，有异步模式、同步模式，而且数据传输格式也各不相同，有的采用传统SCI传输格式，有的采用自定义数据格式，有的采用帧长度固定方式，有的采用帧长度可变方式等，而且每一帧的数据长度可以从10bit到几千bit，所以高速串口的设计要求不同其实现方案也不同。本文重点介绍基于SOPC(可编程系统芯片)的高速异步串口通信系统的设计方法。

　　目前的嵌入式处理器种类繁多。Altera 公司的Nios II处理器是用于可编程逻辑器件的可配置的软核处理器,与Altera 的FPGA 组合,具有很高的性价比。

　　总体设计及系统架构

　　高速串口数据通信系统采用双线平衡驱动，半双工同步传输或单向广播同步传输，线路传输速率为5Mbits/s，总线连接关系如图1所示。



　　系统中主机模块能调度总线上的数据帧收发，保持数据通信的实时性，数据传输时由主机模块发送数据帧。数据帧若为半双工同步传输帧，则数据帧只对其中一个外围模块有效，同时当外围模块收到数据后，应发送相应的应答信号；数据帧若为单向广播同步传输帧，则数据发向所有外围模块，而不需要任何应答信号。

　　系统以固定的数据帧格式传送数据，不同于传统的SCI格式，帧长为7字节(共56bits)，由2字节引导序列、1字节地址，3字节数据、1字节帧结束序列组成。帧的发送顺序：字节内低位先发，多字节内低字节先发。