FPGA視角–低速序列槽（UART）

這是個啥？

UART，隻有一根資料通信線，沒有伴随時鐘線，屬于異步通信。這類接口的衍生諸如：RS232、RS422、RS485、SPI等。資料互動時，一般做一收一發，通過固定頻率的高低電平的變換，傳遞資料。這裡隻說明其邏輯特性，硬體特性不做說明。

波特率

用于描述UART的通信速率，機關bps，以最常見的9600bps來說，即每秒傳輸9600bit，也就是每1bit的時間就是1/9600秒=104.1667，約104us。通過計數器搭建時鐘模型，輸出周期為104us的時鐘，在該時鐘内傳輸的一個時鐘周期的電平資料，0或者1，其波特率即為9600bps。

UART基本結構

下圖中間部分為UART資料線為其基本結構，上方的時鐘線用于了解資料線中傳輸的資料于Bit之間的關系。每個時鐘周期産生一個傳輸的bit位，且該時鐘為目前波特率下産生的邏輯内部的時鐘。

起始位

資料傳輸起始的标志，一般由一個bit位構成。UART的資料線空閑時，保持高電平，當資料線由高到底變化，即1→0，代表資料傳輸開始。

資料部分

在起始位結束後執行傳輸動作，一般由8個bit構成，即位元組傳輸，使用者可根據實際需求修改傳輸長度。

奇偶校驗位

校驗位在資料位之後，其存在依據于使用者需求。

奇校驗：如果以二進制資料中1的個數是奇數為依據，則是奇校驗；

如果給定一組資料位中 1 的個數是偶數，那麼奇校驗位就置為 1，使得總的 1 的個數保持奇數不變。

偶校驗：如果以二進制資料中1的個數是偶數為依據，則是偶校驗；

如果給定一組資料位中 1 的個數是奇數，那麼偶校驗位就置為 1，使得總的 1 的個數保持偶數不變。

資料（1的個數）	奇校驗（奇校驗結果）
0000 0111（3）	0000 0111 0
1110 0010 （4）	1110 0010 1

停止位

資料傳輸結束的标志，一般由一個bit位構成，依據使用者需求，可選配為1、1.5、2bit。資料傳輸結束時，該bit位置為高電平。