Sbornik_PLIS

ленной линии, то такой интерфейс называют синхронным, в этом случае генератор синхронизации располагается на стороне устройства инициирующего передачу. Если же приемник и передатчик содержат каждый свой генератор синхроимпульсов, работающий на одной частоте, то такой интерфейс называется асинхронным. Получается, что приемник информации сам вырабатывает синхроимпульсы.

Периферийное устройство UART – это полнодуплексный Универсальный Асинхронный Приемник/Передатчик (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter – UART), совместимый с промышленным стандартом 16450. UART преобразует данные между последовательным и параллельным форматами. Последовательная передача (прием) выполняется по асинхронному протоколу, который допускает изменение длины слова данных, различное число стоп-бит, формирование сигнала четности. UART также может включать аппаратные средства модемного управления и обработки прерываний.

При передаче по интерфейсу UART каждому байту данных предшествует СТАРТ-бит, сигнализирующий приемнику о начале посылки, за СТАРТбитом следуют биты данных. Завершает посылку СТОП-бит, гарантирующий паузу между посылками. СТАРТ-бит следующего байта посылается в любой момент после СТОП-бита, то есть между передачами возможны паузы произвольной длительности. СТАРТ-бит, обеспечивает простой механизм синхронизации приемника по сигналу от передатчика. Внутренний генератор синхроимпульсов приемника использует счетчик-делитель опорной частоты, обнуляемый в момент приема начала СТАРТ-бита. Этот счетчик генерирует внутренние стробы, по которым приемник фиксирует последующие принимаемые биты.

4.Контрольные вопросы

1.Какие функции выполняет порт последовательной передачи данных?

2.Опишите работу периферийного устройства UART. Пояснения сделайте с помощью временных диаграмм.

3.Что такое пользовательский тип данных в VHDL? Как он объявляется?

4.В какой код преобразуются данные, принятые UART?

5.Опишите назначение основных элементов отладочного набора для ПЛИС Xilinx Spartan.

6.Для чего в языке VHDL используются библиотеки?

7.В листинге файла GPIO_demo.vhd укажите декларацию компонентов проекта. Какие функции выполняют эти компоненты?

8.Правильно ли, что компоненты, декларируемые в архитектурном теле, должны специфицироваться полностью (т.е. вместе с интерфейсом и выполняемыми функциями)? Поясните на примере программы, приведенной в Приложении 3.1.

9.Сколько архитектурных тел может быть связано с одним entity? Поясните на примере программы, приведенной в Приложении 3.1.

10.Разрешается ли специфицировать начальное значение порта?

61

11.Поясните назначение каждого из блоков и особенности их реализаций. 12. В какой части VHDL-кода должны быть декларированы локальные

сигналы архитектурного тела? Поясните на примере программы, приведенной в Приложении 3.1.

13.С помощью фрагмента программы, приведенной в Приложении 3.1, поясните работу интерфейса UART.

14.С помощью фрагмента программы, приведенной в Приложении 3.1, поясните работу устройства, выполняющего функцию избавления от дребезга контактов.

5.Литература

1.Бабак В.П. VHDL: справочное пособие по основам языка / В.П. Бабак, А.Г. Корченко, Н.П. Тимошенко, С.Ф. Филоненко и др. – М.: Издательский дом «Додэка-XXI», 2008.

2.Тарасов И.Е. Разработка цифровых устройств на базе ПЛИС Xilinx с применением языка VHDL. –М.: Горячая линия-Телеком. – 2005. – С. 140145.

3.Бибило П.Н. Основы языка VHDL. 2-е изд. – М.: Солон-Р, 2002.

62