目前,各種不同的通用串行通信接口越來越多地被集成到SoC中。雖然市場上有多種多樣的串行通信接口IP核供選擇,但是這樣的現(xiàn)成IP核大多由國外EDA或IP廠商所提供,價格相對較高,提升了SoC的成本。因此,自主研制通用串行通信總線接口具有良好的應用意義。本文基于AMBA總線,設計了四種常用的串行通信接口,包括UART接口、I~2C總線接口、SPI接口和CAN總線控制器等。設計的UART接口包含了APB總線接口模塊、波特率模塊、FIFO模塊、UART發(fā)送和接收模塊、中斷處理模塊等,可實現(xiàn)符合標準UART協(xié)議的異步串行數(shù)據(jù)的傳輸;設計的I~2C總線接口包含了APB總線接口模塊、I~2C發(fā)送和接收模塊、中斷處理模塊等,可實現(xiàn)與連接在I~2C總線上的從機進行同步串行數(shù)據(jù)通信;設計的SPI接口包括APB總線接口模塊、SPI發(fā)送和接收模塊、中斷處理模塊、SPI時鐘產(chǎn)生模塊等,可實現(xiàn)在同步時鐘控制下與選中的SPI從機進行不同速率配置的數(shù)據(jù)傳輸;設計的CAN總線控制器主要包括APB總線接口、CAN發(fā)送和接收模塊、接收濾波模塊等,可實現(xiàn)符合CAN協(xié)議的串行數(shù)據(jù)發(fā)送和接收。本文還搭建了SoC驗證平臺,對設計的UART接口、I~2C總線接口、SPI接口和CAN總線控制器等四種串行通信接口進行了功能驗證,定向功能測試、隨機測試以及異常測試的結果均表明各個接口可以正常工作,同時驗證工作也具較高的代碼覆蓋率和功能覆蓋率。
【學位單位】：杭州電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TN47
【部分圖文】：

圖 1.1AMBA 總線結構B 總線只有一個主設備 APB 橋，不需要沒有總線仲裁，因此 APB 總線協(xié)議相操作在固定的兩個時鐘周期完成，不需要等待信號和應答信號，只需要四個成[12]。APB 總線的傳輸過程如圖 1.2 所示[13-14]：1）起始時刻，系統(tǒng)完成初始化，處于 IDLE 狀態(tài)，此時沒有傳輸任務。2）當開始進行傳輸任務時，PSEL 信號選擇傳輸?shù)膹脑O備變成高電平，此時 P為低電平，系統(tǒng)進入 STEUP 狀態(tài)，此狀態(tài)只能持續(xù)一個時鐘周期，當 PCLK 時刻，跳轉至下一個 ENABLE 狀態(tài)。3）在 ENABLE 狀態(tài)，之前 SETUP 狀態(tài)的信號的信號維持不變，即 PSEL、P、PWDATA 電平與 SETUP 狀態(tài)時刻一致，當 ENABLE 信號變成高電平，與致，ENABLE 狀態(tài)也只維持一個時鐘周期。如果下一個時鐘周期還有數(shù)據(jù)傳TUP 狀態(tài)，如果沒有數(shù)據(jù)傳輸，跳回 IDEL 狀態(tài)。

圖 1.1AMBA 總線結構設備 APB 橋，不需要沒有總線仲裁，因此時鐘周期完成，不需要等待信號和應答信傳輸過程如圖 1.2 所示[13-14]：完成初始化，處于 IDLE 狀態(tài)，此時沒有任務時，PSEL 信號選擇傳輸?shù)膹脑O備變?nèi)?STEUP 狀態(tài)，此狀態(tài)只能持續(xù)一個時鐘個 ENABLE 狀態(tài)。態(tài)，之前 SETUP 狀態(tài)的信號的信號維持不與 SETUP 狀態(tài)時刻一致，當 ENABLE 信也只維持一個時鐘周期。如果下一個時鐘有數(shù)據(jù)傳輸，跳回 IDEL 狀態(tài)。

圖 1.3 主從模式程中，信號只支持從 A 到 B 方向的傳輸，A 設，傳輸方向是單向的，且是不可逆的[22]。半雙時刻進行，信號的傳輸方向可以是雙向的。全發(fā)送和接收，且可以雙向傳輸。UART 可以采工模式通信，I2C 和 CAN 都需要傳輸?shù)膹臋C，會產(chǎn)生數(shù)據(jù)丟失，錯誤等異常情況，使接收和據(jù)幀，在通信過程中是不允許的。串口通信方是最簡單的數(shù)據(jù)校驗方式之一，它通過校驗發(fā)，確定數(shù)據(jù)傳輸過程中是否發(fā)生錯誤，奇偶校能檢測出單比特的數(shù)據(jù)錯誤，多位的數(shù)據(jù)同時特的數(shù)據(jù)檢測對常用的檢測方式是 CRC 校驗以任意選定的，CRC 計算方式采用多項式運算
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本文編號：2870347