基于FPGA的串行通信实现与CRC校验

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1、北京化工大学硕士学位论文基于FPGA的串行通信实现与CRC校验姓名：刘春阳申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：韩建国20060609摘要基于FPGA的串行通信的实现与CI屺校验uART(即UniversalA心ynchronousReceiverTr柚smitter通用异步收发器)是广泛使用的串行数据传输协议。U√虹江允许在串行链路上进行全双工的通信。串行外设用到RS232．C异步串行接口，一般采用专用的集成电路即IJART实现。如8250、8251、NSl6450等芯片都是常见

2、的IJART器件，这类芯片已经相当复杂，有的含有许多辅助的模块(如FIFO)，有时我们不需要使用完整的uART的功能和这些辅助功能。或者设计上用到了FP蝴Pu)器件，那么我们就可以将所需要的UART功能集成到FPGA内部。使用vcrilogHDL将IJART的核心功能集成，从而使整个设计更加紧凑、稳定且可靠。同时采用循环冗余校验(cRc校验)，以获得更好的传输性能。本文应用EDA技术，基于FPGA器件设计与实现Um盯，并采用cRc校验。主要工作如下：1、在异步串行通信电路部分完全用FPGA来实现。

3、选用Xilinx公司的SpartanIII系列的xC3SlooO来实现异步串行通信的接收、发送和接口控制功能，利用FPGA集成度比较高，具有在线可编程能力，在其完成各种功能的同时，完全可以将串行通信接口构建其中，可根据实际需求分配资源。2、利用VerilogHDL语言非常容易掌握，功能比VHDL更强大的特点，可以在设计时不断修改程序，来适用不同规模的应用，而且采用1北京化工大学硕士学位论文verilog输入法与工艺性无关，利用系统设计时对芯片的要求，施加不同的约束条件，即可设计出实际电路。3、利用

4、ModelSim仿真工具对程序进行功能仿真和时序仿真，以验证设计是否能获得所期望的功能，确定设计程序配置到逻辑芯片之后是否可以运行，以及程序在目标器件中的时序关系。4、为保证数据传输的正确性，采用循环冗余校验CRC(CyclicRedundancyCheck)，该编码简单，误判概率低，为了减少硬件成本，降低硬件设计的复杂度，本设计通过CRC算法软件实现。实验结果表明，基于EDA技术的现场可编程门阵列FPGA集成度高，结构灵活，设计方法多样，开发周期短，调试方便，修改容易，采用FPGA较好地实现了串

5、行数据的通信功能，并对数据作了一定的处理，本设计中为CRc校验。另外，可以利用FPGA的在线可编程特性，对本设计电路进行功能扩展，以满足更高的要求。仿真关键词：FPGA，串行通信，verilog语言，CRC校验，ModelSim摘要rI_1leImplenlentofSenalCommunicationBasedonUART(UniVersal舡ynchronousReceiverTransIIlitter)isaserialdatatransferprotocolwhichiswidelyuse

6、d．Um汀allowtofull-duplexcommunicationatserial1iI】【l【circuit．RS232-C舡ynchronousserialiIltcrfaceisusedbySerialperipheralequipment，GenerallyitiSimplementedbyICnamelyUARTsuchaS8250、8251、NSl6450，neyarethefaIniliarUARTcomponents，ThesechipsareVerycomplicateda

7、ndindudemanysecondarymodules(fbrexampkFII砷O)，sometimeswedon’tuseintegratedup蝴functionsandthesesecondaryfunctions。PossiblyFPG～CPLDcomponentsareusedondesi印，SowecanintegrateUARTfllnctionsintoFPGA。、，crilogHDLisadoptedtointegrateUARTcentralfIlnctions，soitc

8、anmakethewh01edesigntighter、moresteadyandmorereliable。AtthesametimecyclicR℃dundancycheck(CRC)isadopted，maketransferpe由rmancemoresuperior。T11isp印erisbaSedFPGAcomponentdesigntoimplementUART，andCRCisused。Asfollow：1．AsynchronousseriaIcommunication