20sci串行接口芯片的vhdl设计.rar
20sci串行接口芯片的vhdl设计,70页，1.78w字任务书的内容：1、课题来源：在超大规模集成电路中数字电路占主要比重。随着数字系统日益复杂，工作速度越来越快，电路设计者早已要摆脱传统的基于逻辑函数推导和卡诺图化简的设计方法，而要在高层次上设计系统才能满足市场需求。vhdl作为一种快速的电路设计语言，可从行为、数据流及结构三个层次描述系统，满足各个设...
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内容介绍
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70页，1.78W字
任务书的内容：
1、课题来源：
在超大规模集成电路中数字电路占主要比重。随着数字系统日益复杂，工作速度越来越快，电路设计者早已要摆脱传统的基于逻辑函数推导和卡诺图化简的设计方法，而要在高层次上设计系统才能满足市场需求。VHDL作为一种快速的电路设计语言，可从行为、数据流及结构三个层次描述系统，满足各个设计层次的需求，从而能够快速构建各种目标数字电路系统。并通过EDA软件仿真或者CPLD/FPGA进行硬件验证。
本课题的目标是利用VHDL语言来设计一个SCI串行接口芯片。该SCI接口芯片能实现通过单片机高速数据采集并将需要的数据传送给PC机，其意义不仅可以提高系统的稳定性、减少硬件资源、缩短调试周期和降低生产成本，而且可以泛化到其他微处理器的串行接口应用系统中,因此具有较大的推广价值。
具体的设计内容包括：SCI串口芯片的顶层系统设计和内部功能模块的划分；具体功能模块的RTL设计；顶层的集成；QuartusII软件仿真、并给出软件仿真结果，验证设计的正确性。最后提高性的要求是要完成FPGA硬件验证。
2、设计任务：
（1）复习VHDL硬件描述语言。
（2）完成SCI串口芯片系统设计：本设计应满足固定信号格式8位串行接口芯片SCI的协议要求。确定管脚和内部模块的划分和内部系统框图。
（3）研究串行数据传送的格式与同步控制机制。设计状态机完成串行数据传送与接收的控制机制。 （4）完成SCI的RTL级VHDL设计和顶层的集成。
（5）完成设计的VHDL程序的编写后，在仿真工具QuartusII上完成软件仿真的验证。
（6）附加的提高要求（选作）：将程序下载到硬件电路板，完成FPGA硬件实现和板上的硬件仿真。
3、技术指标：
（1）本次毕设的SCI采用固定信号格式对8位的数据进行串行转并行或者并行转串行传输。 （2） 传送一个数据共需10位：1位起始标志位+8位数据位+1位结束标志位。每位数据位的传输需要4个时钟周期来完成。
（3） 给出每个子模块和整体的电路的QuartusII仿真波形，并进行分析。
（4）附加的提高要求（选作）：将程序下载到硬件电路板，完成FPGA硬件实现和板上的硬件仿真。
目录
引言 4
第1章 硬件描述语言及编译环境 5
1.1 硬件描述语言VHDL简介 5
1.1.1 VHDL概述 5
1.1.2 VHDL的结构 5
1.1.3 VHDL的特点 7
1.2 可编程逻辑器件简介 7
1.3 QuartusII简介 10
第2章 SCI芯片的VHDL设计 11
2.1 SCI的简介 11
2.1.1 SCI的定义 11
2.1.2 SCI 的应用 11
2.2 SCI的引脚及内部结构 12
2.2.1外部引脚 12
2.2.2 内部结构 12
2.3 串行数据传送格式及同步控制机构 13
2.3.1 串行数据传送格式 13
2.3.2 串行数据传送的控制机构 13
2.4 SCI的程序说明 14
2.4.1 构造体上各信号定义说明 14
2.4.2 内部各进程描述 15
第3章 软件仿真与硬件验证 30
3.1 软件仿真 30
3.1.1 SCI“读”操作的顶层模块仿真 30
3.1.2 SCI “写”操作的顶层模块仿真 31
3.2 硬件验证 32
结论 35
致谢 36
参考文献 37
附录1 程序清单 38
附录2 英文文献 51
附录3 中文翻译 62
任务书的内容：
1、课题来源：
在超大规模集成电路中数字电路占主要比重。随着数字系统日益复杂，工作速度越来越快，电路设计者早已要摆脱传统的基于逻辑函数推导和卡诺图化简的设计方法，而要在高层次上设计系统才能满足市场需求。VHDL作为一种快速的电路设计语言，可从行为、数据流及结构三个层次描述系统，满足各个设计层次的需求，从而能够快速构建各种目标数字电路系统。并通过EDA软件仿真或者CPLD/FPGA进行硬件验证。
本课题的目标是利用VHDL语言来设计一个SCI串行接口芯片。该SCI接口芯片能实现通过单片机高速数据采集并将需要的数据传送给PC机，其意义不仅可以提高系统的稳定性、减少硬件资源、缩短调试周期和降低生产成本，而且可以泛化到其他微处理器的串行接口应用系统中,因此具有较大的推广价值。
具体的设计内容包括：SCI串口芯片的顶层系统设计和内部功能模块的划分；具体功能模块的RTL设计；顶层的集成；QuartusII软件仿真、并给出软件仿真结果，验证设计的正确性。最后提高性的要求是要完成FPGA硬件验证。
2、设计任务：
（1）复习VHDL硬件描述语言。
（2）完成SCI串口芯片系统设计：本设计应满足固定信号格式8位串行接口芯片SCI的协议要求。确定管脚和内部模块的划分和内部系统框图。
（3）研究串行数据传送的格式与同步控制机制。设计状态机完成串行数据传送与接收的控制机制。 （4）完成SCI的RTL级VHDL设计和顶层的集成。
（5）完成设计的VHDL程序的编写后，在仿真工具QuartusII上完成软件仿真的验证。
（6）附加的提高要求（选作）：将程序下载到硬件电路板，完成FPGA硬件实现和板上的硬件仿真。
3、技术指标：
（1）本次毕设的SCI采用固定信号格式对8位的数据进行串行转并行或者并行转串行传输。 （2） 传送一个数据共需10位：1位起始标志位+8位数据位+1位结束标志位。每位数据位的传输需要4个时钟周期来完成。
（3） 给出每个子模块和整体的电路的QuartusII仿真波形，并进行分析。
（4）附加的提高要求（选作）：将程序下载到硬件电路板，完成FPGA硬件实现和板上的硬件仿真。
目录
引言 4
第1章 硬件描述语言及编译环境 5
1.1 硬件描述语言VHDL简介 5
1.1.1 VHDL概述 5
1.1.2 VHDL的结构 5
1.1.3 VHDL的特点 7
1.2 可编程逻辑器件简介 7
1.3 QuartusII简介 10
第2章 SCI芯片的VHDL设计 11
2.1 SCI的简介 11
2.1.1 SCI的定义 11
2.1.2 SCI 的应用 11
2.2 SCI的引脚及内部结构 12
2.2.1外部引脚 12
2.2.2 内部结构 12
2.3 串行数据传送格式及同步控制机构 13
2.3.1 串行数据传送格式 13
2.3.2 串行数据传送的控制机构 13
2.4 SCI的程序说明 14
2.4.1 构造体上各信号定义说明 14
2.4.2 内部各进程描述 15
第3章 软件仿真与硬件验证 30
3.1 软件仿真 30
3.1.1 SCI“读”操作的顶层模块仿真 30
3.1.2 SCI “写”操作的顶层模块仿真 31
3.2 硬件验证 32
结论 35
致谢 36
参考文献 37
附录1 程序清单 38
附录2 英文文献 51
附录3 中文翻译 62
