用VHDL設(shè)計(jì)專用串行通信芯片

WTHR.VHD作為整個(gè)芯片的發(fā)送模塊，其中包括發(fā)送保持器、并/串轉(zhuǎn)換。

端口描述如下：

entity wthr is

port (sen:in STD_LOGIC; --發(fā)送使能信號(hào)

whtr: in STD_LOGIC; --寫(xiě)發(fā)送保持器信號(hào)

dbus: in STD_LOGIC_VECTOR (7 downto 0;

--8位數(shù)據(jù)線，單向

rsthr:in STD_LOGIC; --清發(fā)送保持器

thre:out STD_LOGIC; --發(fā)送保持器數(shù)據(jù)空

thre：out STD_LOGIC; --發(fā)送串行數(shù)據(jù)線

clkout:out STD_LOGIC; --發(fā)送數(shù)據(jù)同步時(shí)鐘信號(hào)

sclk: in STD_LOGIC); --波特率發(fā)生器產(chǎn)生的分頻信號(hào)

end wthr；

當(dāng)發(fā)送保持器無(wú)數(shù)據(jù)時(shí)，thre信號(hào)有效，通知CPU可寫(xiě)。一旦CPU寫(xiě)入數(shù)據(jù)且sen有效，便根據(jù)波特率發(fā)生器產(chǎn)生的sclk信號(hào)將數(shù)據(jù)并/串轉(zhuǎn)換，并通過(guò)dout和clkout將串行數(shù)據(jù)和同步時(shí)鐘發(fā)送。

process (rsthr,sclk,sen,sef) --parallel data to serial data variable l:integer range 0 to 7;

begin

if rsthr='1' then

m=0;

1:=7;

sef='1';

elsif wthr='1'then

sef='0';

elsif sen='1'and sef='0' then

if sclk'event and sclk='1' then

dout=w_p(1);

m=m+1;

l:=1-1;

if m=7 then

m=0;

1:=7;

esf=='1';

end if;

end if;

end if;

end process;

3 實(shí)現(xiàn)難點(diǎn)及使用VHDL應(yīng)注意的一些問(wèn)題

由于VHDL語(yǔ)言是描述硬件行為的，相對(duì)其它開(kāi)發(fā)軟件的高級(jí)語(yǔ)言而言，在編程過(guò)程中有一些特殊性，所以經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)語(yǔ)法正確但無(wú)法綜合的問(wèn)題。其原因多半因?yàn)榫幊陶邔?duì)硬件內(nèi)部的工作原理了解不夠，寫(xiě)出的代碼硬件無(wú)法實(shí)現(xiàn)。通過(guò)這塊芯片的設(shè)計(jì)，在此總結(jié)出一些應(yīng)注意的問(wèn)題，供大家參考：

（1）在一個(gè)進(jìn)程中只允許一個(gè)信號(hào)上升沿作為觸發(fā)條件。

（2）信號(hào)值改變后要經(jīng)過(guò)一個(gè)小的延時(shí)才能生效，同個(gè)信號(hào)不能在多個(gè)進(jìn)程中賦值（因?yàn)槎鄠€(gè)信號(hào)源不能同時(shí)對(duì)同一個(gè)信號(hào)驅(qū)動(dòng)）。

（3）時(shí)序電路和組合電路最好不要在同一個(gè)進(jìn)程中，以免費(fèi)資源。

（4）一個(gè)功能模塊最好按上升沿信號(hào)分多個(gè)進(jìn)程完成，各進(jìn)程間用信號(hào)聯(lián)系。

（5）同一個(gè)信號(hào)在進(jìn)程中的值改變后，要注意該值改變前后該進(jìn)程中其它變量的變化，避免邏輯死鎖。

（6）在順序語(yǔ)句中，注意信號(hào)因賦值后需延時(shí)改變而與變量的不同。

（7）設(shè)計(jì)雙向三態(tài)數(shù)據(jù)線時(shí)，內(nèi)部數(shù)據(jù)線最好讀寫(xiě)分開(kāi)。與外部結(jié)合時(shí)，不同讀數(shù)據(jù)線之間，讀寫(xiě)數(shù)據(jù)線之間應(yīng)使用三態(tài)門，且由讀信號(hào)控制。

本設(shè)計(jì)由于采用了VHDL語(yǔ)言作為輸入方式并細(xì)合可編程邏輯門陣列CPLD，大大縮短了設(shè)計(jì)周期，提高了設(shè)計(jì)的可靠性、靈活性，使用戶可根據(jù)自己的需求，方便、高效地設(shè)計(jì)出適合的串行通信芯片。