VHDL设计与CPLD实现：专用串行通信芯片

"这篇论文探讨了如何使用VHDL语言设计和实现一种基于CPLD的专用串行通信芯片，该芯片的设计灵感来源于INS8250芯片。文章主要关注VHDL设计流程、挑战以及关键注意事项，特别是在开发统计时分复用器中的同步收发器部分。通过VHDL的模块化设计，实现了与INS8250兼容的UART，简化了主控单元的编程，并提高了系统的可维护性和可读性。" 在通信系统中，VHDL（Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language）是一种强大的硬件描述语言，用于描述数字系统的结构和行为。这种语言允许工程师以抽象的方式定义电路的行为，使得设计过程更加高效和灵活。在本文中，作者付晓宇和吴诗其利用VHDL设计了一种专用的串行同步通信芯片，该芯片在CPLD（Complex Programmable Logic Device）上实现，用于统计时分复用器的7路异步数据和1路同步数据的复接工作。 CPLD是可编程逻辑器件的一种，能够根据需要配置为各种逻辑功能，提供了比传统逻辑门阵列更高的灵活性。在文中提到的项目中，CPLD不仅集成了SRT（同步收发器），还包含了接口控制单元，从而减少了系统复杂性，降低了功耗和成本。 SRT的设计借鉴了INS8250芯片的结构和操作方式，这是一种广泛使用的串行通信控制器。为了简化与主控单元的交互，设计者选择使UART部分与INS8250兼容，这样可以使用标准的访问协议，无需为新的通信芯片编写复杂的驱动程序。SRT的模块化设计包括5个独立的VHDL设计文件，每个文件对应一个特定的功能模块，如数据发送、接收、控制逻辑等。这种方法有助于独立调试和维护，提高了整体设计的效率和代码质量。 同步通信通常涉及特定的传输协议，例如BSC、HDLC或SDLC。在本文的实例中，同步串口的传输协议是根据具体应用定制的，这表明VHDL和CPLD技术能很好地适应特定需求，提供高度定制化的解决方案。通过使用VHDL，设计者能够快速迭代和优化设计，确保系统的稳定性和可靠性。 这篇文章揭示了如何利用VHDL和CPLD技术来创建专用的串行通信芯片，特别是对于那些需要特定同步协议的系统。通过这种方式，工程师可以避免使用通用芯片可能带来的兼容性和效率问题，同时能够实现更高效、更经济的硬件设计方案。