基于EDA技術的通用異步收發器設計

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器。與此同時，恰當的利用EDA技術優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，通用異步收發器主要用于與計算機進行通信。通用異步收發器在工作當中基本上分為發生和接收兩個過程，并且會涉及到奇偶校驗位發生器、波特率發生器、頂層模塊等模塊。

二、基于EDA技術的通用異步收發器的具體設計

2.1奇偶校驗位發生器設計

基于EDA技術的通用異步收發器奇偶校驗位發生器設計，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生器，要能夠根據奇偶校驗規則，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，該奇偶校驗位發生器必須要能夠根據具體的檢驗規則，準確的為計算機所發送的并行數據添加相應校驗位。為了保證該奇偶校驗位發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波特率發生器設計

波特率發生器一般需要為通用異步收發器當中數據接收與發送過程所產生的計數器與串行數據發送中的移位寄存器提供時鐘。若要保證數據發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

通用異步收發器的頂層模塊包括諸多接口定義，主要用于實現收發內和與各個模塊之間的相互連接。若通用異步收發器的波特率為9600bit/s，在進行發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現，TOTAL-BIT是總數據位數，在計算機發送給通用異步收發器的等待TxD口發送數據為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.