uart中的FIFO模块
时间: 2024-01-17 11:02:46 浏览: 30
UART中的FIFO模块是一种先进先出的缓存,用于存储串口接收和发送的数据。它可以有效地减少CPU的负担,提高系统性能。
UART的接收FIFO模块可以存储多个字节的数据,当数据到达时,它将被存储在FIFO中,而不是立即传输给CPU。当CPU准备好处理数据时,它可以从FIFO中读取数据。如果FIFO已满,则新到达的数据将被丢弃。
UART的发送FIFO模块也可以存储多个字节的数据,当CPU准备好发送数据时,它将把数据写入FIFO中。UART发送器将从FIFO中读取数据并将其发送到串口线路上。如果FIFO已满,则新写入的数据将被丢弃。
FIFO的大小可以根据应用程序的需求进行配置。较大的FIFO可以提高系统性能,但也会增加系统的硬件成本。
相关问题
uart带fifo的verilog
下面是一个基本的带FIFO的UART Verilog代码示例:
```verilog
module uart_with_fifo(
input clk,
input reset,
input rx,
output tx,
input [7:0] data_in,
output [7:0] data_out,
input write,
input read,
input clk_en
);
parameter BAUD_RATE = 9600; // 波特率
parameter CLK_FREQ = 50000000; // 时钟频率
parameter FIFO_DEPTH = 16; // FIFO深度
reg [7:0] fifo[FIFO_DEPTH-1:0];
reg [3:0] write_ptr = 0;
reg [3:0] read_ptr = 0;
reg [3:0] fifo_count = 0;
reg [3:0] bit_count = 0;
reg [7:0] shift_reg = 0;
reg tx_enable = 1;
assign tx = ~tx_enable;
// baud rate generator
reg [15:0] baud_tick = 0;
reg [15:0] baud_tick_max = CLK_FREQ / BAUD_RATE / 16;
always @(posedge clk) begin
if (reset) begin
baud_tick <= 0;
end else if (baud_tick == baud_tick_max - 1) begin
baud_tick <= 0;
end else begin
baud_tick <= baud_tick + 1;
end
end
// tx state machine
reg [1:0] tx_state = 0;
parameter TX_IDLE = 0;
parameter TX_START = 1;
parameter TX_DATA = 2;
parameter TX_STOP = 3;
always @(posedge clk) begin
if (reset) begin
tx_state <= TX_IDLE;
bit_count <= 0;
shift_reg <= 0;
tx_enable <= 1;
end else begin
case (tx_state)
TX_IDLE:
if (write && fifo_count > 0 && tx_enable) begin
tx_state <= TX_START;
shift_reg <= 0;
shift_reg[0] <= 0;
shift_reg[7:1] <= fifo[read_ptr];
read_ptr <= read_ptr + 1;
if (read_ptr == FIFO_DEPTH) begin
read_ptr <= 0;
end
fifo_count <= fifo_count - 1;
tx_enable <= 0;
end else begin
tx_state <= TX_IDLE;
end
TX_START:
tx_state <= TX_DATA;
bit_count <= 0;
TX_DATA:
if (bit_count < 8) begin
shift_reg <= {shift_reg[6:0], data_in[bit_count]};
bit_count <= bit_count + 1;
tx_state <= TX_DATA;
end else begin
tx_state <= TX_STOP;
end
TX_STOP:
tx_state <= TX_IDLE;
tx_enable <= 1;
endcase
end
end
// rx state machine
reg [2:0] rx_state = 0;
parameter RX_IDLE = 0;
parameter RX_START = 1;
parameter RX_DATA = 2;
parameter RX_STOP = 3;
reg [7:0] rx_data = 0;
reg rx_enable = 0;
always @(posedge clk) begin
if (reset) begin
rx_state <= RX_IDLE;
rx_data <= 0;
end else begin
case (rx_state)
RX_IDLE:
if (rx == 0) begin
rx_state <= RX_START;
bit_count <= 0;
shift_reg <= 0;
end else begin
rx_state <= RX_IDLE;
end
RX_START:
rx_state <= RX_DATA;
bit_count <= 0;
RX_DATA:
if (bit_count < 8) begin
shift_reg <= {shift_reg[6:0], rx};
bit_count <= bit_count + 1;
rx_state <= RX_DATA;
end else begin
rx_state <= RX_STOP;
end
RX_STOP:
rx_state <= RX_IDLE;
if (rx == 1) begin
rx_data <= shift_reg;
rx_enable <= 1;
end else begin
rx_enable <= 0;
end
endcase
end
end
// fifo
always @(posedge clk) begin
if (reset) begin
write_ptr <= 0;
read_ptr <= 0;
fifo_count <= 0;
end else begin
if (clk_en) begin
if (write && fifo_count < FIFO_DEPTH) begin
fifo[write_ptr] <= data_in;
write_ptr <= write_ptr + 1;
if (write_ptr == FIFO_DEPTH) begin
write_ptr <= 0;
end
fifo_count <= fifo_count + 1;
end else if (read && fifo_count > 0) begin
read_ptr <= read_ptr + 1;
if (read_ptr == FIFO_DEPTH) begin
read_ptr <= 0;
end
fifo_count <= fifo_count - 1;
end
end
end
end
// data in/out
assign data_out = rx_data;
assign tx_enable = (tx_state == TX_IDLE) && (fifo_count > 0);
endmodule
```
此代码实现了一个带有FIFO缓冲区的UART模块,可以通过读/写接口向FIFO缓冲区中写入/读取字节,并通过tx和rx接口进行串口通信。它还包括一个波特率发生器和一个状态机来实现数据的传输和接收。需要注意的是,此代码是一种基本实现,您需要根据您的特定需求进行修改和调整。
stm32 uart fifo
STM32的UART模块可以使用FIFO缓存来提高数据传输的效率。FIFO缓存是指一个先进先出的数据缓存区,可以暂时存储一定量的数据,以满足数据传输的需求。在STM32的UART模块中,有两种类型的FIFO缓存可供选择:硬件FIFO缓存和软件FIFO缓存。
硬件FIFO缓存是指UART模块内部集成的FIFO缓存,可以直接使用,不需要进行额外的编程。在STM32的UART模块中,硬件FIFO缓存的大小是可配置的,可以根据具体的应用场景进行设置。
软件FIFO缓存是指在软件层面上实现的FIFO缓存,需要通过编程来实现。在STM32的UART模块中,软件FIFO缓存通常使用中断来实现。当接收到数据时,中断程序将数据存储到FIFO缓存中;当需要发送数据时,中断程序从FIFO缓存中读取数据并发送。
在使用FIFO缓存时,需要注意以下几点:
1. 配置FIFO缓存的大小时,需要考虑到数据传输的实际需求,不要设置过大或过小。
2. 在使用硬件FIFO缓存时,需要注意FIFO缓存的状态,避免数据溢出或丢失。
3. 在使用软件FIFO缓存时,中断程序需要保证数据的正确性和完整性,避免数据出错或丢失。
总之,使用FIFO缓存可以提高UART模块的数据传输效率,但需要注意合理配置和正确编程。
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