[發(fā)明專利]一種UART接口的數據接收方法和裝置

在審

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• 申請日: 2019-11-15
• 公開（公告）號: CN110865957A
• 公開（公告）日: 2020-03-06
• 發(fā)明（設計）人: 楊春陽;趙輝
• 申請（專利權）人: 上海移芯通信科技有限公司
• 主分類號: G06F13/40
• 分類號: G06F13/40;G06F13/38
• 代理公司: 上海碩力知識產權代理事務所(普通合伙) 31251
• 代理人: 劉秋香

本發(fā)明提供了一種UART接口的數據接收方法和裝置，包括：采樣模塊，用于分別在工作時鐘的上升沿和下降沿對接收信號進行采樣，獲取對應的采樣值；起始檢測模塊，與所述采樣模塊電連接,用于當在空閑態(tài)檢測到所述采樣值由高電平翻轉為低電平時，則立即進入數據接收態(tài)；數據接收模塊，與所述采樣模塊和所述起始檢測模塊電連接,用于在數據接收態(tài)，根據碼元周期內的采樣值得到相應位的判決值。本發(fā)明可以改善因接收工作時鐘的頻率低、偏差大等造成的接收誤碼問題。

技術領域

本發(fā)明涉及數據傳輸領域，尤指一種UART接口的數據接收方法和裝置。

背景技術

UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用異步收發(fā)傳輸器)是一種通用串行數據總線，用于異步通信，可實現全雙工傳輸和接收，被廣泛應用計算機、通信領域。

UART的幀格式，如圖7所示：1bit的起始位(start)，8bit的數據位，1bit的校驗位(可選)，1bit/1.5bit/2bit的停止位(stop)。其中，每個bit統一稱為一個碼元。起始位為低電平，停止位為高電平。

UART是異步傳輸，沒有傳輸同步時鐘，所以收/發(fā)雙方需預先定義一致的數據傳輸速率，即波特率。

傳統的UART接收方法為：空閑態(tài)(IDLE)時，線路處于高電平；持續(xù)檢測處于空閑態(tài)的線路上是否出現下降沿，如果檢測到下降沿則說明線路開始數據傳輸，立即進入數據接收態(tài)，按照約定的波特率進行UART幀的接收。首先開始起始位的碼元周期，接收起始位。碼元周期結束后進入數據位的接收，取每個碼元周期的中間采樣點記錄的采樣值作為相應位的判決值。當數據位的最后一位碼元結束時進入校驗位的接收(如果有)，采樣碼元中間點作為校驗值，之后等待碼元周期結束后進入停止位的接收。在停止位碼元周期結束，跳轉至IDLE狀態(tài)，等待下一個UART幀的接收。

一般，在工作時鐘的上升沿進行采樣，碼元周期等于配置的波特率除以工作時鐘頻率。比如，波特率為1kbps，工作時鐘為16kbps(即16倍鐘)，在工作時鐘的上升沿進行采樣，這樣每個碼元周期有16個采樣值，取中間采樣點記錄的采樣值作為相應位的判決值。

由于UART是用接收端的工作時鐘的上升沿采樣，每個碼元周期的中間采樣點并不是絕對的數據中心點，這就引入采樣誤差。接收端的工作時鐘的頻率越低、精度越低，則采樣誤差會越大。

所以為了保證數據傳輸的正確性，通常要求：1.發(fā)送或接收設備的工作時鐘相對于理想時鐘的偏差不能超限。2.接收設備的工作時鐘頻率應不低于傳輸波特率的16倍。

但實際應用中，采用精準時鐘和高頻時鐘會增加成本和功耗，在某些場景中，上面兩點可能無法滿足。比如，NBIOT場景，要求終端設備低功耗，通常這類設備在進入休眠態(tài)時采用低精度的低頻時鐘工作，在這種情況下，如何改善數據傳輸成功率，是一個待解決的問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種UART接口的數據接收方法和裝置，用于改善因接收工作時鐘的頻率低、偏差大等造成的接收誤碼問題。

本發(fā)明提供的技術方案如下：

一種UART接口的數據接收裝置，包括：采樣模塊，用于分別在工作時鐘的上升沿和下降沿對接收信號進行采樣，獲取對應的采樣值；起始檢測模塊，與所述采樣模塊電連接,用于當在空閑態(tài)檢測到所述采樣值由高電平翻轉為低電平時，則立即進入數據接收態(tài)；數據接收模塊，與所述采樣模塊和所述起始檢測模塊電連接,用于在數據接收態(tài)，根據碼元周期內的采樣值得到相應位的判決值。

進一步地，所述數據接收模塊，進一步用于將碼元周期的中間采樣點記錄的采樣值作為相應位的判決值。