實現(xiàn)一個在ARM中通過APB總線連接的UART模塊

功能

實現(xiàn)一個在ARM中通過APB總線連接的UART模塊（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter），包括設計與驗證兩部分。

項目需求

系統(tǒng)時鐘最大工作頻率滿足100MHz，功能時鐘滿足26MHz
具有系統(tǒng)和功能時鐘域的復位功能
配置接口滿足AMBA2.0-APB總線接口時序，總線位寬16bit
數據傳輸滿足通用串口時序，奇偶校驗功能可配置
波特率滿足115200，或可配置
接收和發(fā)送FIFO復位單獨可控，觸發(fā)深度可配置
數據收發(fā)中斷功能可配置
數據發(fā)送間隔可控
具有狀態(tài)指示功能
具有FIFO數據量指示功能

框架

uart框架

設計

波特率產生模塊
- 根據功能時鐘和配置，產生收發(fā)波特率時鐘。
數據接收
- 根據RX波特率時鐘接收數據，進行奇偶校驗，存放數據到RX FIFO，再由CUP經過APB總線讀取數據。內含接收數據狀態(tài)機。
數據發(fā)送
- CUP通過APB總線將需要發(fā)送的數據放到TX FIFO，根據TX波特率時鐘進行數據發(fā)送。內含發(fā)送數據狀態(tài)機。
寄存器配置
- 實現(xiàn)APB讀寫寄存器功能，中斷操作，功能選擇，模塊狀態(tài)指示等。

驗證

波特率產生
- 產生仿真環(huán)境使用的波特率時鐘。
數據接收
- 仿真環(huán)境的接收數據模型。
數據發(fā)送
- 仿真環(huán)境的發(fā)送數據模型。
APB總線
- 仿真環(huán)境的APB總線模型，模擬 cpu響應中斷和實現(xiàn)各種功能。
數據對比
- 根據對比發(fā)送和接收的數據和時序，產生不同的對比結果，便于仿真時對結果的觀察。
Testcase產生
- 通過不同的激勵或配置產生不同的case，驗證功能是否符合。

AMBA-APB協(xié)議

AMBA

AMBA總線是ARM研發(fā)的高級微控制器總線體系（Advanced Microcontroller Bus Architecture），定義了在設計高性能嵌入式微控制器時的一種片上通信標準。AMBA2.0定義了三種不同的總線：AHB、ASB、APB。

AMBA典型系統(tǒng)

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APB

接口信號

PCLK （input）：APB總線的時鐘，所有的傳輸都和它的上升沿同步。

PRESETn （input）：APB總線的復位信號，低有效。

PADDR （input）：APB的地址總線。

PSELx （input）：APB模塊的選擇信號，高有效。這個信號選擇需要和APB總線傳輸數據的模塊。

PENABLE （input）：APB模塊的觸發(fā)信號，標志APB傳輸的第二個時鐘周期。

PWRITE （input）：APB總線上的寫（高有效），讀（低有效）信號。

PWDATA （input）：APB總線的寫數據信號，由APB總線橋來驅動。

PRDATA （output）：APB總線的讀數據信號，由APB模塊來驅動。

說明：

APB總線的傳輸需要兩個時鐘周期

input，output是相對APB模塊（slave）的輸入，輸出信號

“寫”操作是將數據從APB總線傳輸到APB模塊，“讀”操作是將數據從APB模塊傳輸到APB總線

apb狀態(tài)圖

APB寫操作
- PADDR，PWRITE，PSEL，PWDATA信號有效時刻相同
  
  如果只有一個“寫”操作，上述信號只持續(xù)兩個周期。
  
  如果有多個“寫”操作（如Burst方式），PWRITE，PSEL可以保持不變，PADDR，PWDATA每兩個周期改變。
- PENABLE信號在PSEL有效之后一個周期有效，持續(xù)一個周期。
  
  如果有多個“寫”操作，PENABLE信號在每兩個周期內，保持一個周期低電平，一個周期高電平

apb寫操作時序圖

APB讀操作
- PADDR，PWRITE，PSEL信號有效時刻相同
  
  如果只有一個“讀”操作，上述信號只持續(xù)兩個周期。
  
  如果有多個“讀”操作（如Burst方式），PWRITE，PSEL可以保持不變，PADDR每兩個周期改變。
- PENABLE信號在PSEL有效之后一個周期有效，持續(xù)一個周期。
  
  如果有多個“讀”操作，PENABLE信號在每兩個周期內，保持一個周期低電平，一個周期高電平
- APB模塊需要在PENABLE有效的時刻，將“讀”操作需要的數據送到APB總線上，并保持一個周期。

apb讀操作時序圖

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SKYLAB UART WiFi模塊用于哪些場景？

TCP/IP協(xié)議棧，能夠實現(xiàn)用戶串口或TTL電平數據到無線網絡之間的轉換。通過UART接口WiFi模塊，傳統(tǒng)的串口設備也能輕松接入無線網絡，適合于各類智能家居或智能硬件中，比如現(xiàn)在很多帶WiFi功能的電視

2018-07-30 11:24:50

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在FPGA上實現(xiàn)多路正弦波信號發(fā)生器芯片的設計

本設計采用OR1200處理器作為主控制器，通過Wishbone總線將3個DDS模塊、UART控制器模塊、片內RAM模塊連接到系統(tǒng)中，構建出一個硬件平臺；然后對OR1200進行軟件編程，使UART

2018-12-30 09:03:00

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如何實現(xiàn)單片機UART串行數據與CAN數據之間相互轉換

GCAN-601模塊是嵌入式單片機UART串口轉CAN模塊，可實現(xiàn)將UART串行數據與CAN數據之間相互轉換。搭載GCAN-601模塊，用戶無需精通單片機CAN總線編程，只需使用UART串行接口即可擴展出CAN總線，從而快速接入CAN總線網絡。

2018-10-31 16:00:06

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通過利用UART與若干器件進行連接解決通信問題

在各種外圍的設備中，使用了通用的異步接收和發(fā)送（UART）接口。例如，一個基于微控制的系統(tǒng)有四個這樣的外圍設備。理想狀態(tài)是，在低成本嵌入式應用中，您希望將若干個外圍設備與單個的UART進行連接，然而由于UARTs中沒有芯片選擇信號，這樣的工作變得復雜起來。

2020-01-20 17:17:00

4880

CSM300隔離SPI UART轉CAN模塊的產品用戶手冊免費下載

SPI 或 UART 接口擴展出更多的 CAN 總線接口。該產品可以很方便地嵌入到具有 SPI 或 UART 接口的設備中，在不需改變原有硬件結構的前提下使設備獲得 CAN 通訊接口，實現(xiàn) SPI 設備或 UART 設備和 CAN 總線網絡之間的數據通訊。

2020-04-02 08:00:00

干貨：如何通過連接真實的現(xiàn)場總線進行 WorkVisual 診斷

1.? 如果通過網絡接口進行 WorkVisual 和工業(yè)以太網的物理連接，則可以通過項目結構建立一個用于診斷目的連接。 2.? 通常，它與現(xiàn)場總線或與現(xiàn)場總線模塊相關。在相應

2020-10-27 18:14:41

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解UART總線的工作原理

絕對沒有過時。您會發(fā)現(xiàn)目前許多項目中使用UART的GPS模塊、藍牙模塊和RFID讀卡器模塊等連接到Raspberry Pi，Arduino或其他微控制器上。通用異步收發(fā)傳輸器（Universal

2020-11-11 09:47:39

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APB總線的應用框圖及接口信號

APB（AdvancedPeripheralBus）是AMBA（AdvancedMicrocontrollerBusArcheticture）總線體系的一部分。相較于AMBA總線體系中的其他總線，APB總線具有低功耗，低復雜度的特征。APB總線主要應用于對性能要求不太高的低帶寬外設接口。

2020-11-17 11:54:04

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基于FPGA的UART模塊設計與實現(xiàn)簡介

基于FPGA的UART模塊設計與實現(xiàn)介紹說明。

2021-06-01 09:43:30

深度解讀AMBA、AHB、APB、AXI總線介紹及對比

和ASIC，用于連接各種功能模塊。簡稱AMBA總線，最早由ARM設計推出。AMBA是相對使用比較廣的片內總線技術，已成

2021-06-25 11:22:01

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淺述AMBA-APB總線

的，使用它連接到不需要 AXI 協(xié)議高性能的低帶寬外設。 APB 協(xié)議將信號轉換與時鐘的上升沿相關聯(lián)，以簡化將 APB 外設集成到任何設計流程中的過程。每次傳輸至少需要兩個周期。APB 可能相連的接口： ? AMBA 高級高性能總線（AHB） ? AMBA 高級高性能總線精簡版（AHB-

2021-07-23 10:04:10

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UART通訊模塊介紹

系統(tǒng)架構圖 UART屬于異步通信模式，MSP430FR2311通過UCA0RXD和UCA0TXD與其它芯片相連，芯片之間并沒有時鐘信號CLK連接。在工程應用中，首先根據工程需要選擇合適的波特率（Baud Rate），在MSP430FR2311中成為BITCLK…

2022-01-11 10:43:11

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TMC2225模塊UART調試

連線如下：這里有幾個注意點：1）PC串口與TMC2225的串口的TX,RX均是直連的，無需交叉連接。如圖中藍色、綠色線2）TMC2225的VM引腳也必須同時加電，否則TMC2225模塊的UART不工作，無法讀寫數據TMC2225芯片本身的串口是單線UART。上面圖中的模塊是通過接入一個電阻模擬

2021-12-04 16:36:09

數字IC驗證：ARM總線協(xié)議AMBA中AHB、APB的簡介、區(qū)別與聯(lián)系

2021-12-05 15:36:05

AHB、AXI、APB分類

的集成環(huán)境當中用于構建SOC系統(tǒng)，是ARM公司提出的開放性的片上總線標準，它是用來連接芯片內核和集成環(huán)境當中其他元件的連接線，并非芯片或者SOC與外部連接的接口，其具有高速度低功耗等特點。根據AMBA總線的發(fā)展主要分為以下總線協(xié)議：AHB ASB APB A...

2021-12-20 19:11:05

STM32菜鳥學習手冊——AMBA、APB、AHB簡介

2021-12-22 19:09:45

振弦采集模塊UART 通訊協(xié)議

基于模塊地址和總線連接的一主多從應用結構，在總線中， VMXXX 模塊始終作為從機使用（被動等待指令，不主動上傳數據，但“ 自動上傳數據”和“ 軟件握手” 除外，詳見后續(xù)對應章節(jié)說明）。振弦采集模塊建議使用專用的 VMTool 工具進行寄存器指令的生成和測試，關于 VMTool 的基本用法，

2022-11-15 09:40:41

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使用UART實現(xiàn)1-Wire總線主控

本應用筆記解釋了如何使用微處理器的UART實現(xiàn)1-Wire總線主機。它包括對所需電氣接口、UART配置以及UART和1-Wire信號之間的時序關系的說明。此外，它還參考了UART 1-Wire

2023-03-29 11:28:17

5980

AXI總線協(xié)議：AHB、APB、AXI對比分析

V1.0 ASB、APB是第一代AMBA協(xié)議的一部分。主要應用在低帶寬的外設上，如UART、 I2C，它的架構不像AHB總線是多主設備的架構，APB總線的唯一主設備是APB橋（與AXI或APB相連），因此不需要仲裁一些Request/grant信號。

2023-04-14 10:54:54

4694

聊聊AMBA總線-APB

在APB總線里面，數據的傳輸只能由主機發(fā)起，其他部分響應主機操作。

2023-05-04 11:40:42

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AMBA、AHB、APB、AXI總線介紹

）集成在其他IP芯核和外設中，它是有效連接IP核的“數字膠”，并且是ARM復用策略的重要組件；它不是芯片與外設之間的接口，而是ARM內核與芯片上其他元件進行通信的接口。比如Xilinx公司的Zynq芯片，就是ARM與FPGA之間的連接通路 .主要包括：

2023-05-04 11:46:53

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AMBA總線那些事之APB

, AXI，它們的復雜度、性能和設計難度都是遞增的。在網上介紹三種協(xié)議的文章有不少，絕大多數都是把ARM的協(xié)議文檔翻譯一下，但是很少有人來系統(tǒng)介紹總線中的不同功能模塊的設計，特別是微架構層面的設計邏輯

2023-05-04 14:53:12

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AMBA總線—apb簡介

APB(Advanced Peripheral Bus)，外圍總線的意思。該總線協(xié)議是ARM公司提出的AMBA總線結構之一，幾乎已成為一種標準的片上總線結構。

2023-06-05 15:10:39

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UART系統(tǒng)配置步驟詳解

CPU通過掛載到APB總線上的UART模塊，實現(xiàn)其與外部設備的串行通信。系統(tǒng)配置部分將實現(xiàn)UART模塊與CPU的通信，APB總線的讀寫和模塊的功能配置，中斷信號的產生。

2023-06-05 16:05:03

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AMBA-APB總線是怎樣進行讀寫操作的？

高級外設總線 (APB) 是高級微控制器總線架構 (AMBA) 協(xié)議系列的一部分。它定義了一個低成本接口，該接口針對最低功耗和降低的接口復雜性進行了優(yōu)化。

2023-09-07 09:55:35

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芯片設計中的UART模塊及其關鍵技術介紹

在芯片設計中，UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用異步接收/發(fā)送器）模塊是一個非常重要的外設模塊。

2023-10-09 14:10:59

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關于AMBA APB總線的知識點介紹

AMBA APB總線可以用在低帶寬和不需要高性能的外設上（即低速且低頻率的外設）；可以將APB視作AHB的二級總線；　　·低功耗（APB總線信號端口比較簡單，復雜度低，低頻工作環(huán)境等因素都可以

2023-11-29 15:19:38

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AMBA總線中APB interconnect的介紹

的interconnect模塊只能連接一個master，多個Slave。因此繼續(xù)管它叫interconnect感覺差了點意思。所以一般就叫它slave mux了。巧的是前幾天有個同事碰到了需要多個APB

2024-01-13 10:09:05

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AMBA總線中APB slave設計介紹

IC設計的時候，都應該像這樣規(guī)劃好各個模塊的連接關系，確定好以后再寫代碼。該模塊是一個基于APB協(xié)議完成寄存器配置或讀取的設計實例。設計相對比較簡單，但不失為一個很好的學習資料。上面APB相關的信號都介紹過，這里不再重復介紹，其中的ECOREVNUM的意思是ECO revisi

2024-01-13 10:15:41

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