[發明專利]一種基于FPGA的通用異步串口及其應答方法

有效

• 申請號: 201711387859.2
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN108197042B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 李曉鋒;陳朝暉;董曉剛;黨紀紅;張國峰;周中澤;吳宗哲;曹志威;王晶;黎藜
• 申請（專利權）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: G06F13/10
• 分類號: G06F13/10
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 徐輝

本發明設計一種基于FPGA的通用異步串口及其應答方法，異步串口包括寄存器模塊、控制模塊、接收模塊、發送模塊以及接收存儲器和發送存儲器；當通用異步串口檢測到信號后，執行開始條件，按照接口配置的物理層協議特性進行數據解析還原，得到接收判讀數據，然后檢測接口配置的應用層協議，并且逐字節與應用層協議進行匹配，匹配全部成功，回送應答數據完成異步串口通信，匹配不成功記錄錯誤信息，匹配成功與否均保存接收的異步串口數據供分析使用。本發明實現了異步串口通信的統一描述，克服了傳統異步串口數據處理方法通用性差、研制周期長、成本高的缺陷，具有規范性、復用性強，研制周期短、成本低的優點。

技術領域

本發明涉及一種基于FPGA的通用異步串口及其應答方法，屬于串口通訊技術領域。

背景技術

嵌入式系統有特定的硬件運行環境，因此其軟件研發過程中的調試、測試與硬件時序關系較大，需依托半物理仿真平臺。傳統的半物理仿真平臺針對真實目標系統及其應用場景定制開發，為專用測試設備，針對性強。但是，面對軟件研制周期普遍縮短，敏捷開發軟件增多的現狀，傳統的半物理仿真平臺逐漸暴露出如下問題：

(1)傳統的半物理仿真平臺的硬件設計方案通用性差。其涉及不同開發方，采用的技術方案不同，各類硬件板卡的功能和接口標準也各不相同，導致不同項目的仿真平臺難以復用。

(2)傳統的半物理仿真平臺研制周期長、成本高。每個新研項目的仿真平臺都需要經歷“設計——生產——調試——使用”四個過程，較難滿足軟件研制周期普遍縮短，敏捷開發軟件增多的應用需求。

(3)傳統的半物理仿真平臺可維護性差。一般情況下，星載嵌入式軟件在軌運行周期為5至8年，有的甚至更長；這段時間內，平臺開發人員的流動會增加歷史研制資料管理不到位的風險，導致新的開發人員較難對仿真平臺進行快速有效維護。

(4)傳統的半物理仿真平臺很難實現配套仿真軟件的通用化。不同項目仿真平臺的硬件及板載FPGA邏輯存在差異，直接影響到配套仿真軟件的通用化構建。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供了一種基于FPGA的通用異步串口及其應答方法，通過初始配置，實現與各類協議的匹配，完成異步串口應答通訊。

本發明的技術解決方案是：

提供一種基于FPGA的通用異步串口，其特征在于，包括寄存器模塊、控制模塊、接收模塊、發送模塊以及接收存儲器和發送存儲器；

寄存器模塊用于存儲異步串口初始化參數；

接收模塊包括單個字節的接收模塊、實時接收FIFO和循環存儲FIFO；單個字節的接收模塊接收其它異步串口發送的數據，將單個字節寫入實時接收FIFO，當設定時間內沒有新的數據寫入，表明接收完成，實時接收FIFO給出數據幀接收結束信號并發送給控制模塊，并將該數據幀存入循環存儲FIFO；

發送模塊將內部FIFO的數據向其它異步串口發送；

發送存儲器接收仿真軟件寫入的應答數據；

接收存儲器包括命令緩存區、多個接收命令次數存儲寄存器、接收錯誤次數存儲寄存器；