FPGA入门：基于FIFO的串口发送机设计及常见错误解析

本文档是针对零基础学习FPGA的系列教程中的第十二篇文章，专注于基于FIFO的串口发送机设计，以及常见错误的分析。作者在前几篇文章的基础上，根据网友的反馈，增加了对代码消化过程中遇到问题的分享，以帮助初学者更好地理解和实践。 FIFO（First Input First Output，即先入先出）是一个重要的概念，它在数据通信中常用于处理不同时钟域间的速率匹配或数据宽度转换。当数据源和接收器的工作速度不一致时，FIFO作为一个临时存储器，可以缓存和调整数据流。例如，一个AD转换器产生的16位数据以100KSPS速率发送，而PCI总线可能以33MHz的速率接收32位数据，通过FIFO可以在两者之间建立同步。 文章的核心内容包括设计步骤：首先，明确需要的数据产生模块和数据发送模块，这里利用了Altera公司的FIFO IP核作为数据缓冲器。接着，作者定义了三个模块：dataoutput块、fifo_ctrl块和uart_ctrl块，并在设计初期通过草图形式规划了模块间的连接，如时钟、复位信号线以及数据写入线（wr-datain）和数据读取线。 在实际编程时，设计者需要注意以下几点： 1. **模块实例化**：正确地实例化FIFO模块，并确保其参数设置符合实际应用需求。 2. **数据流管理**：理解wr-datain线如何将数据输入FIFO，以及如何配置发送速度以匹配接收端的需求。 3. **错误处理**：文章将涵盖如何识别和分析可能出现的错误，如溢出、空闲、时序问题等，并提供解决策略。 4. **代码实现与调试**：分享代码实现过程中遇到的具体问题，以及如何通过调试逐步解决问题，这对于初学者来说是非常有价值的实践经验。 这篇博客深入浅出地介绍了基于FPGA的串口发送机设计过程，特别是通过FIFO实现数据同步和控制的细节，旨在帮助读者在实践中理解和掌握这一技术。同时，对错误分析的加入使得整个教学过程更加实用和全面。