FPGA基串口控制器设计：实现设备组网与远程通信

本文主要探讨了"基于FPGA的串口控制器设计与实现"这一主题，针对在只带有串口的设备难以进行有效组网的问题，提出了一种创新的设计方法。论文由韩德红、张显才和李向东三位作者共同完成，发表于2008年的空军雷达学院学报。 设计目标是开发一款通用型的串口控制器，采用现场可编程门阵列（FPGA）作为核心，以解决串行通信的局限性。FPGA的优势在于它的灵活性和可编程特性，能够适应不同的串口设备和协议需求，使得串口设备可以通过串口组成一个简易网络，从而实现远程控制和数据传输。 设计的关键组成部分包括FPGA，它负责串口通信的处理和数据转换；以及RS232等辅助器件，用于确保兼容性和稳定性。串口控制器的设计允许主控设备（如计算机或微处理器）灵活配置每个串口的结构和参数，以匹配受控设备的串口标准，如波特率、数据位数等，这样可以提高网络的兼容性和效率。 串口控制器的网络结构设计包括主控设备、串口控制器以及多个受控设备，它们通过串口A和B进行通信。主控设备通过串口A与受控设备交互数据，同时通过串口B发送控制指令。每个串口的通信模式可以根据需要动态调整，以适应不同场景。 电路框图展示了串口控制器的工作原理，涉及接收数据（RXD）、发送数据（TXD）等多个接口。FPGA内部的逻辑单元处理数据的接收、解码和发送，而外部的WEL、ALE、RD7等信号线则用于控制数据的传输。 这篇论文为解决串口设备的网络化问题提供了一个实用的解决方案，强调了FPGA在串口控制器中的关键作用，以及其在实际工程应用中的优势。这项设计不仅提高了设备间的通信效率，还提升了系统的通用性和扩展性，对于需要通过串口进行通信的雷达设备、工业控制系统等领域具有重要的价值。