FSL总线UART IP核设计：MicroBlaze SOPC中的高性能解决方案

本文主要探讨了在基于MicroBlaze的System-on-a-Programmable-Chip (SOPC) 系统中，如何设计和实现一个高性能的UART外设IP核，特别是利用FSL总线的优势。FSL (Fast Subsystem Local Bus) 是Xilinx公司为MicroBlaze软核处理器提供的专有总线，其设计初衷是为了满足对时间和性能要求较高的用户自定义IP核的连接需求，与OPB (On-chip Peripheral Bus) 总线形成互补。 文章首先介绍了FSL总线的特点，它与OPB总线相比，更适合于对实时性和带宽敏感的应用，例如高速通信接口。OPB适用于低速和低性能设备，而FSL提供了更直接、高效的数据传输路径。Xilinx提供的标准OPB UART IP核无法满足高时序系统的需求，因此设计基于FSL的UART外设IP核显得尤为重要。 MicroBlaze处理器作为SOPC的核心，采用了RISC架构和哈佛结构，能够提供125 DMIPS的性能，适合构建复杂嵌入式系统。MicroBlaze内核包含丰富的接口资源，包括带字节允许的OPB V2.0和高速的LM（Local Memory）接口等。 文章详细阐述了基于FSL总线的UART外设IP核的硬件设计，这包括选择合适的硬件模块如串行收发器、定时器和控制逻辑，以及如何优化信号传输以减少延迟。驱动设计部分则涉及中断管理、数据缓冲和错误检测机制，确保UART在FSL总线上的稳定和高效操作。 通过实验验证，作者证明了所设计的基于FSL的UART外设IP核能够无缝集成到MicroBlaze SOPC系统中，实现了高性能的串行通信功能，从而克服了OPB UART IP核在高时序应用中的局限性。这种设计对于提升系统性能、缩短延迟和简化系统架构有着显著的优势，特别是在网络、电信和数据通信领域中的应用。