基于vhdl的uart設計論文

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1、基于VHDL的UART設計畢業(yè)論文目錄1緒論61.1EDA技術(shù)發(fā)展概況61.1.1CAD階段(20世紀60年代中期—20世紀80年代初期)61.1.2CAE階段(20世紀80年代初期—20世紀90年代初期)61.1.3EDA階段(20世紀90年代以來)61.2FPGA的發(fā)展及優(yōu)點71.3電路設計方法發(fā)展81.3.1自底向下的設計方法9.協(xié)同設計;10(1)總體結(jié)構(gòu)的設計10(2)子模塊的激活實現(xiàn)(AcitiveModuleDesign)10(3)模塊的最后合并(FinalAssembly)103.模塊化分的原則10(3)將不同優(yōu)化目標的邏輯分開11(4)將松約束的邏輯單元歸到同一模塊11

2、(6)合適的模塊規(guī)模114.全局邏輯的設計111.4ISE軟件介紹121.6本文主要工作132.1常用的計算機接口132.2RS-232川口通信簡介162.2.2.RS-232協(xié)議171.DSR信號線172.DTR信號線173.RTS信號線174.CTS信號線175.DCD信號線176.RI信號線172.2.3.RS-232通信時序和UART192.2.4.串行通信實現(xiàn)方案2023.1UART實現(xiàn)原理213.2UART工作流程224.3波特率發(fā)生器模塊的實現(xiàn)24RISE_PULSE_COUNT:BD_COUNT:=BD9600_HPC);26FULL_PULSE_COUNT=>10,27

3、RISE_PULSE_COUNT=>5274.4移位寄存器模塊的實現(xiàn)274.5奇偶校驗器模塊實現(xiàn)28PARITY_RULE:PARITY:=NONE);284.6總線選擇模塊的實現(xiàn)294.7計數(shù)器模塊的實現(xiàn)304.8UART內(nèi)核模塊的實現(xiàn)31(2)奇偶校驗器31(5)波特率發(fā)生器344.8.3UART內(nèi)核模塊的實現(xiàn)37PARITY_RULE:PARITY:=NONE);38(2)內(nèi)部信號定義39(3)串行加載序列的生成方法394.9UART頂層模塊的實現(xiàn)44DATA_BIT:INTEGER:=DATA_BIT;45PARITY_RULE:PARITY:=PARITY_RULE;45TOT

4、AL_BIT:INTEGER:=TOTAL_BIT455.2.1信號監(jiān)測器模塊的仿真495.2.2波特率時鐘模塊的仿真495.2.3移位寄存器模塊的仿真495.2.4奇偶校驗器模塊的仿真495.2.5總線選擇器模塊的仿真505.2.6計數(shù)器模塊的仿真505.2.7頂層模塊的仿真505.3FPGA驗證5121緒論21世紀人類將全面進入信息化社會,對微電子信息技術(shù)和微電子VLSI基礎技術(shù)將不斷提出更高的發(fā)展要求,微電子技術(shù)仍將繼續(xù)是21世紀若干年代中最為重要的和最有活力的高科技領域之一。而集成電路(IC)技術(shù)在微電子領域中占有重要的地位。且伴隨著IC技術(shù)的發(fā)展,電子設計自動化(Electro

5、nicDesignAutomation,EDA)已經(jīng)逐漸成為重要的設計手段,其廣泛應用于模擬與數(shù)字電路系統(tǒng)等許多領域。1.1EDA技術(shù)發(fā)展概況電子設計自動化(EDA,ElectronicDesignAutomation)是指利用計算機完成電子系統(tǒng)的設計。EDA技術(shù)是以計算機和微電子技術(shù)為先導,匯集了計算機圖形學、拓撲、邏輯學、微電子工藝與結(jié)構(gòu)學和計算數(shù)學等多種計算機應用學科最新成果的先進技術(shù)。EDA技術(shù)以計算機為工具,代替人完成數(shù)字系統(tǒng)的邏輯綜合、布局布線和設計仿真等工作。設計人員只需要完成對系統(tǒng)功能的描述,就可以由計算機軟件進行處理,得到設計結(jié)果,而且修改設計如同修改軟件一樣方便,可以

6、極大地提高設計效率。根據(jù)電子設計技術(shù)的發(fā)展特征,EDA技術(shù)發(fā)展大致分為三個階段:1.1.1CAD階段(20世紀60年代中期—20世紀80年代初期)第一階段的特點是一些單獨的工具軟件,主要有PCB(PrintedCircuitBoard)布線設計、電路模擬、邏輯模擬及版圖的繪制等,通過計算機的使用,從而將設計人員從大量煩瑣重復的計算和繪圖工作中解脫出來。例如,目前常用的Protel早期版本Tango,以及用于電路模擬的SPICE軟件和后來產(chǎn)品化的IC版圖編輯與設計規(guī)則檢查系統(tǒng)等軟件,都是這個階段的產(chǎn)品。這個時期的EDA一般稱為CAD(ComputerAidedDesign)。1.1.2CA

7、E階段(20世紀80年代初期—20世紀90年代初期)這個階段在集成電路與電子設計方法學以及設計工具集成化方面取得了許多成果,各種設計工具,如原理圖輸入、編譯與連接、邏輯模擬、測試碼生成、版圖自動布局以及各種單元庫已齊全。由于采用了統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理技術(shù),因而能夠?qū)⒏鱾€工具集成為一個CAE(ComputerAidedEngineering)系統(tǒng)。按照設計方法學制定的設計流程,可以實現(xiàn)從設計輸入到版圖輸出的全程設計自動化。這個階段主要采用基于

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