邓 伟 ， 许扬婧

（1.通信信息控制和安全技术重点实验室 浙江 嘉兴 314033；2.中国电子科技集团公司第三十六研究所 浙江 嘉兴 314033）

随着嵌入式技术的发展，基于SoPC技术的嵌入式系统所具有的软硬件可裁减、可扩充、可升级以及可在线修改的特点越来越受到人们的重视。SoPC系统通常具有以下基本特征：采用大容量可编程逻辑器件来实现，单芯片、低功耗；至少包含1个以上的嵌入式处理器IP核；具有一个或多条片上总线作为系统扩展功能的接口；具有充足的片上可编程逻辑资源，用户可以根据需要扩充功能部件[1]。

异步串行通信协议（UART）以低成本、高可靠性等优点而广泛应用于嵌入式系统中，多篇文献也讨论了UART协议的硬件设计方法，但多数只限于讨论UART协议的硬件实现，缺少从SoPC系统的角度论述UART IP核的设计方法[2-3]。本文以UART IP核和PLB总线为例，讨论了在SoPC系统下UART IP核的设计方法，该方法对其他IP核的设计有一定的参考作用。

1 UART协议介绍

UART是一种串行异步通信方式，它采用RS232电平在串行链路上进行全双工的通信，其数据传输格式如图1所示：UART协议在空闲时为高电平，通过发送起始位提示接收方数据传输即将开始，接着传输8位有效数据位和奇偶检验位，最后发送停止位表示一个字符传输完成。

图1 UART数据传输格式Fig.1 UART frame format

2 SOPC UART通信系统介绍

本文设计的SoPC UART通信系统主要包括MicroBlaze处理器、PLB总线、UART IP核和DDR2控制器IP核，如图2所示。

图2 SoPC UART通信系统原理图Fig.2 System chart of SoPC UART

MicroBlaze处理器是Xilinx公司针对其FPGA器件优化的32位微处理器核，它采用RISC （Reduced Instruction System Computer）架构和哈佛总线结构，具有独立32位数据和指令总线，能够高速执行和访问片上存储器和片外存储器上的程序与数据；……