FPGA与GPS_OEM板的UART设计

FPGA与GPS_OEM板的UART设计
引言
UART(标准异步接收器/发射器)得到了相当广泛的应用，它允许串行链
路上进行全双工通信。

一般使用通用的UART 接口芯片，但这种芯片存在电路
复杂、成本高，降低了系统的可靠性和稳定度，由于结构和功能的相对固定，
因而我们不能根据自己的设计需要去进行剪裁和移植。

而日益成熟的
SOPC(Silicon on Programmable Chip，系统可编程芯片)技术要求将整个设计功能集成到一块或几块芯片中，本文通过对UART 功能的分析，提出了在FPGA
上集成UART 功能模块，增强了设计的灵活性，简化了电路，并通过有限状态
机来描述核心功能控制逻辑，从而提高了整个系统的稳定性和可靠度。

基于这
种思想，本文提出了一种使用VHDL[1]语言开发UART 核心功能的方法，将UART 模块嵌入到FPGA 芯片，实现了FPGA 与GPS_OEM 板之间的数据通信，为FPGA 采集并处理GPS_OEM 板数据提供基础。

UART 所有功能的实现全部
采用VHDL 硬件描述语言来进行描述。

设计、综合、仿真在QUARTUS II9.0
软件开发环境下实现。

系统设计
由于FPGA 接口采用TTL 电平，而OEM[2]板的串行通信采用RS-232
标准电平，故需电平转换，电平转换接口可以通过MAX202[3]片来实现。

GPS25LP[4]两个串行口，其端口1 可用来输入差分修正信息和输出卫星的原始
测量信息，而端口2 则用来输入设定语句和输出定位语句，因此，只需将
FPGA 接口与GPS25LP 串行口2 对应连接即可。

其接口电路如图1 所示。

FPGA 的全局时钟Global_clk 由24 MHz 的晶振产生。