最近做的一个项目需要把FPGA计算结果显示到电脑上，用到了uart串口。事情做完了，但我感觉我这辈子应该还会用到它，在此总结一下吧。代码由于涉及到项目肯定是不能发的，总结一下知识点还是可以的。
关于UART协议就不多说了，网上多的是，就下面这个维基上的图简单带过一下。
我们要传的数据是中间的bit 0到bit 7的这8个数据，UART协议就是大伙约好了，让通信的线在没啥事的时候电平都是高，当要传输数据的时候，发送端module先发送一个周期的低电平，然后发送正经要传的8个数据，等传完后再把输出的电平拉回高。
接收端module怎么工作呢，他一旦看到电平从高变低了整整一个周期(我这里说的周期不是时钟频率那个周期，而是按波特率算出来的传一个数据位要花的大周期)，就明白有活上门了，然后就吭哧吭哧开始接受数据，接受方法一般就是把数据拿过来放自己肚子里的寄存器存起来，接受完就完事了。
把说明再降智一点，电脑和FPGA之间怎么用这个UART串口协议呢？
1.我们在电脑的串口调试助手把数据敲进去，软件把数据配上开始位、结束位(有时候有校验位，我这没用到)，通过数据线把包装完的10位数据发送给FPGA的接受端module。
2.接受端module接受完数据，把10位数中多余的开始位和结束位扒拉掉，然后把中间有效的8位数给DUT。
3.DUT做各种需要的计算操作，算完之后，把数据按照8位8位的格式交给FPGA的发送端module。
4.发送端module再把这些8位8位的数据按跟前面一样的方法，把这些8位数据包装成有开始位、结束位的10位数据，然后通过数据线把内容传给电脑。
5.这样我们在电脑调试助手上就可以看到FPGA计算后的处理结果了。
本来就想几句话带过的，结果叨逼叨了这么半天。
下面我们就按顺序来看，首先是FPGA接受端module的说明图片，画的比较随意，但应该都能看懂。
这个输入串口module的代码主体就三个部分。
1.设定时钟频率，波特率，设定的目的是要计算出我们传输一个bit需要多少ns的时长，这个时长在后面的状态机里用得上。
2.一个简单的状态机，状态机就是上图中间S_IDLE到S_DATA的那五个状态。开头和结尾两个状态只用来控制信号线，不占时长，中间三个状态就对应了开始位，中间传输8个数据，结束位这么三种状态。
3.一系列的时序逻辑来实现上图描述各个状态下的功能。
接下来是发送端module：
代码主体跟前面是类似的。
当然我们最后需要一个top module来把输入和输出串口统筹起来，这个部分就要根据不同的工程目的自己发挥了，这里就不谈了。