ZYNQ PS扩展串口技术：AXI UARTLITE与AXI TIMER应用

资源摘要信息:"利用AXI UARTLITE扩展Zynq PS串口功能" 在现代嵌入式系统设计中，Zynq平台由于其集成ARM处理器核心和可编程逻辑(Part of PL)的特性，提供了极大的灵活性。Zynq PS(Processing System)通常包含多个标准的外设接口，但其内建的串口数量可能无法满足特定应用场景的需求。本文将探讨如何通过使用AXI UARTLITE IP核来为Zynq PS扩展串口功能，从而增加可用的串口数量。 一、Zynq平台概述 Zynq是一种由赛灵思(Xilinx)推出的FPGA产品，它将ARM处理器核心与FPGA的可编程逻辑集成到一个单一的芯片中。Zynq平台支持多种软件开发和硬件开发工具，使得开发人员可以利用现有的软件生态系统和硬件设计流程来创建复杂的系统。 二、Zynq PS的串口限制 尽管Zynq PS提供了丰富的接口，但内建的串口数量通常有限，这可能会影响需要多个串口通信的应用。在Zynq-7000系列中，PS端默认提供了两个UART接口，但其中一个通常被用作控制台输出，从而使得可用的串口更显不足。 三、AXI UARTLITE IP核介绍 AXI UARTLITE是一个轻量级的UART IP核，它通过AXI4Lite接口连接到Zynq的PS端。AXI UARTLITE设计用于提供串口通信，同时保持较低的资源消耗，使其成为扩展Zynq PS串口的理想选择。 四、扩展Zynq PS串口的步骤 1. Vivado的配置 首先，需要使用Vivado设计套件来配置Zynq平台。在Vivado中，用户可以创建一个新的项目，并选择对应的Zynq芯片型号。接下来，用户需要在IP Catalog中搜索并添加AXI UARTLITE IP核。在添加IP后，需要对其参数进行配置，如波特率、数据位、停止位等参数。 2. axi uartlite代码实现 配置完IP后，用户需要编写相应的软件代码来控制AXI UARTLITE。这通常涉及到初始化UART，设置中断服务例程，以及实现数据的发送和接收函数。由于PS端是裸机运行，这需要对裸机编程和ARM处理器的中断处理有一定了解。 3. axi timer代码实现 为了实现类似串口空闲中断的功能，可以使用AXI TIMER IP核。在配置AXI TIMER IP核时，需要设置定时器的周期和模式，并将其与AXI UARTLITE进行适当连接，使其在串口数据传输过程中能够触发中断。 4. 实现串口空闲中断功能 利用AXI TIMER实现的串口空闲中断，是一种监控串口空闲状态的技术。当没有数据传输时，定时器会定期触发中断，这样可以实时检查串口是否进入空闲状态。如果串口长时间未收到任何数据，系统可以根据这一状态进行相应的处理。 五、结论 通过在Zynq平台上使用AXI UARTLITE IP核，开发人员可以有效地扩展PS端的串口数量，从而使得Zynq系统能更好地适应各种需要多串口通信的应用场景。同时，利用AXI TIMER实现串口空闲中断功能，为系统提供了更加灵活和高效的通信机制。这对于需要高可靠性的通信系统尤为重要。此外，整个过程需要对Vivado和Vitis工具链有深入的理解，并具备一定的硬件和软件开发经验。