Spartan-6系列FPGA UART数据接收模块总结.pdf

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1、Spartan-6系列FPGA的UART数据接收模块总结一、准备工作：1.UART通信协议（关键）；2.开始的第一步，检测到RX数据线上下降沿（起始位）；3.调试助手发送数据的波特率设置，进而设计采样频率；4.对接收的数据进行处理，去头去尾只留中间数据位（8位）；5.对接收到的数据通过LED灯进行验证。UART通信协议（一帧11位）：图1-1UART通信协议原理示意图二、功能框图：RXDetect_moduleH2L_Sig检测RX下降沿RX_En_Sigrx_controlcontrol_moduleRX_D

2、one_Sig_moduleCount_Sig数据接收总控制模控制模块RX_Data块BPS_moduleBPS_CLK数据采集脉冲模块LED灯rx_module图1-2各模块信息传输示意图1.详细过程说明：瞭望员（detect_module）：正在安逸的晒太阳，突然警报拉响（detect_module检测到下降沿），瞭望员马上升旗放狼烟（输出H2L_Sig（HightoLow下降沿）为高），告诉后方人员有数据来袭（数据采取单个有序的进攻战法），准备好作战（数据接受工作）。战地指挥中心（rx_control

3、_module）：一旦看到升旗放狼烟，指挥中心马上给第一团发指令（Count_Sig），情报中心（数据采集脉冲模块BPS_module）：接收到指令后立即侦查敌情（数据传输波特率），并开始固定周期的不间断扫描，以匹配对方来袭速度（波特率），一旦发现目标，就给战地指挥中心发信号（BPS_CLK），然后战地指挥中心指挥狙击手逐个歼灭，并把歼灭和捕获的数据记录下来（存入RX_Data中）。总指挥（control_module）：战争结束后，战地指挥中心向总指挥汇报指令（RX_Done_Sig），把歼灭和捕获的数据

4、（RX_Data）上报给总指挥，然后总指挥根据数据（RX_Data）控制LED灯，以表嘉奖。战地指挥中心服从总指挥，只有总指挥下达作战命令（RX_En_Sig）后，战地指挥中心才可以指挥狙击手歼灭来袭数据。2.各模块层级结构图如下：detect_module子模块u0rx_moudelbps_module子模块u1子模块u1rx_moudel_demo顶层模块rx_control_module子模块u2control_module子模块u2图1-3各模块层级结构图3.开发环境为ISE14.4，各模块程序代码如下

5、：rx_moudel模块程序代码etect_module模块程序代码（u0）bps_module模块程序代码（u1）rx_control_module模块程序代码（u2）control_module模块程序代码UCF配置文件（Spartan-6XC6SLX16-2CSG324，黑金AX516开发板）4.程序理解：程序代码不再一一解释，根据功能框图，如果有Verilog基础，看懂代码应该不会有什么问题，下面主要讨论一下，在学习的时候，一直困扰我的一个问题。两个核心问题：一是assign和always并

6、行的理解；二是assign语句中的信号发生变化后，always语句中相应信号的语句是在同一周期内执行，还是在下一个周期内执行？关于“并行”的理解，和我们平时用的C语言顺序执行的过程正好是相对的，在同一个时钟周期内，一旦敏感信号有效，所有由同一个敏感信号控制的的always语句块都是同时执行的。例如：以下两个always语句块，当检测到CLK的上升沿和RSTn的下降沿时，两个always语句块同时触发，里面的begin-end语句块将同时执行。二是assign语句中的信号发生变化后，always语句中相应信号的语

7、句是在同一周期内执行，还是在下一个周期内执行？例如：U1和U2两个模块程序，一旦检测到CLK的上升沿，U1和U2模块中的两个always语句块同时执行，U1模块中“Count_BPS<=Count_BPS+1”就会加1，当Count_BPS=2604时，BPS_CLK=1，Count_BPS=2604和BPS_CLK=1是在同一个周期内进行的。而U2模块中“1:if(BPS_CLK)”语句也是在同一周期内并行执行判断条件的，但是判断条件BPS_CLK=0，并不是等于1。可以这样理解，并行语句的赋值，先计算右侧表

8、达式的值，是在这个时钟周期结束的时候才赋给左侧的变量，对右侧变量值的引用相当于“延迟”一个时钟周期。以上为自己学习过程中的理解，程序等参考《黑金Verilog那些事儿系列教程》资料，如有错误，欢迎指正或留言，笔者将不胜感激！