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FPGA利用Vivado实现UART-TX

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简介：
本项目详细介绍如何使用Xilinx Vivado工具在FPGA上实现UART发送功能（UART-TX），包括硬件描述语言编程和逻辑设计。 标题中的“fpga通过vivado实现uart-tx”指的是使用FPGA（现场可编程门阵列）芯片，并借助Vivado工具来设计并实现UART（通用异步收发传输器）的发送功能。UART是一种广泛应用于设备间短距离通信的标准接口，例如微控制器与计算机之间的数据交换。 Vivado是Xilinx公司推出的一款综合EDA软件，用于FPGA的设计、仿真、综合、布局布线及硬件编程。在这个项目中，我们将使用Vivado来创建和编译逻辑设计，并实现UART-TX的功能。 在设计过程中，主要步骤包括： 1. **架构设计**：需要构建一个能够将并行数据转换为串行格式并通过特定波特率发送的UART发送模块。 2. **数据转换**：当有要传输的数据时，该数据会被加载到移位寄存器中，并通过一系列脉冲信号逐比特地输出成连续的序列流。 3. **波特率生成**：这一步骤涉及使用分频器和计数器来创建精确的时间间隔以匹配期望的波特率值。不同的应用可能需要不同频率，因此可以调整这些参数以满足特定需求。 4. **握手协议**：UART通信通常采用起始位、数据位、奇偶校验及停止位的形式保证信息传输准确无误。例如，在开始发送时会有一个低电平信号表示启动；随后的数据则代表实际要传送的信息内容；而结束部分由高电平信号指示整个过程的完成。 5. **代码编写**：使用硬件描述语言（如VHDL或Verilog）来构建UART-TX模块的具体逻辑。在此阶段，需要定义好输入输出端口以及内部操作规则。 6. **在Vivado中开发项目**：创建新的工程项目，并导入源码进行编译和仿真测试以确保设计能够正常运行且无错误发生。 7. **综合与实现**：使用Vivado的工具将高级语言代码转化为逻辑门电路图，然后完成布局布线工作，最终生成可以配置到FPGA上的文件格式。 8. **硬件编程**：下载上述步骤中生成的配置文件至实际使用的FPGA设备上，使其具备UART-TX的功能。 3200432030_王鹏麒_电信201_作业5.pdf可能是项目报告或设计文档，详细介绍了具体的设计细节和分析；而“project_1”可能是一个Vivado工程文件，包含了项目的源代码与配置信息。“3200432030_王鹏麒_电信201_作业5.doc”则可能是对本次作业的描述或设计报告，提供了更多关于背景资料和设计理念的信息。

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  • FPGA利用Vivado实现UART-TX
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    本项目详细介绍如何使用Xilinx Vivado工具在FPGA上实现UART发送功能（UART-TX），包括硬件描述语言编程和逻辑设计。 标题中的“fpga通过vivado实现uart-tx”指的是使用FPGA（现场可编程门阵列）芯片，并借助Vivado工具来设计并实现UART（通用异步收发传输器）的发送功能。UART是一种广泛应用于设备间短距离通信的标准接口，例如微控制器与计算机之间的数据交换。 Vivado是Xilinx公司推出的一款综合EDA软件，用于FPGA的设计、仿真、综合、布局布线及硬件编程。在这个项目中，我们将使用Vivado来创建和编译逻辑设计，并实现UART-TX的功能。 在设计过程中，主要步骤包括： 1. **架构设计**：需要构建一个能够将并行数据转换为串行格式并通过特定波特率发送的UART发送模块。 2. **数据转换**：当有要传输的数据时，该数据会被加载到移位寄存器中，并通过一系列脉冲信号逐比特地输出成连续的序列流。 3. **波特率生成**：这一步骤涉及使用分频器和计数器来创建精确的时间间隔以匹配期望的波特率值。不同的应用可能需要不同频率，因此可以调整这些参数以满足特定需求。 4. **握手协议**：UART通信通常采用起始位、数据位、奇偶校验及停止位的形式保证信息传输准确无误。例如，在开始发送时会有一个低电平信号表示启动；随后的数据则代表实际要传送的信息内容；而结束部分由高电平信号指示整个过程的完成。 5. **代码编写**：使用硬件描述语言（如VHDL或Verilog）来构建UART-TX模块的具体逻辑。在此阶段，需要定义好输入输出端口以及内部操作规则。 6. **在Vivado中开发项目**：创建新的工程项目，并导入源码进行编译和仿真测试以确保设计能够正常运行且无错误发生。 7. **综合与实现**：使用Vivado的工具将高级语言代码转化为逻辑门电路图，然后完成布局布线工作，最终生成可以配置到FPGA上的文件格式。 8. **硬件编程**：下载上述步骤中生成的配置文件至实际使用的FPGA设备上，使其具备UART-TX的功能。 3200432030_王鹏麒_电信201_作业5.pdf可能是项目报告或设计文档，详细介绍了具体的设计细节和分析；而“project_1”可能是一个Vivado工程文件，包含了项目的源代码与配置信息。“3200432030_王鹏麒_电信201_作业5.doc”则可能是对本次作业的描述或设计报告，提供了更多关于背景资料和设计理念的信息。
     
  • FPGA仿真UART TX的代码
    优质
    这段代码用于在FPGA平台上进行UART传输（TX）功能的仿真测试，帮助开发者验证硬件设计中UART通信模块的功能正确性。 FPGA内部模拟UART的发送程序需要自行编写波特率设置代码。
     
  • 【FPGA】利用Vivado实现AM调制（Verilog）
    优质
    本教程介绍如何使用Xilinx Vivado工具和Verilog语言设计并实现模拟调幅(AM)信号的FPGA系统。 本设计基于Vivado平台实现AM调制功能，具体指标如下：（1）载波信号频率范围为1M至10MHz，分辨率精确到0.01MHz；（2）调制信号采用单频正弦波形式，其频率可在1kHz到10kHz范围内调节，并且分辨率为0.01kHz；（3）调制深度可从零调整至最大值为1.0，每级步进大小为0.1，精度需优于5%。
     
  • 使用Vivado编写FPGA的UART代码.zip
    优质
    本资源包提供使用Xilinx Vivado工具为FPGA编写UART接口代码的示例和教程。包含详细的注释、配置步骤及测试方法，适合初学者学习与实践。 利用Vivado在Xilinx的板子上实现一个功能模块，该模块能够支持有无奇偶校验位、停止位数可调、数据位数可调以及接收错误验证等功能，并包含详细的实验报告和代码解释。
     
  • 【FPGA】利用Vivado实现AM调制与解调（Verilog）
    优质
    本项目通过Xilinx Vivado开发环境，采用Verilog语言设计并实现了模拟信号处理中的经典技术——AM调制与解调功能，为通信系统的学习提供了实践平台。 本设计基于Vivado的AM调制与解调（Verilog），其主要指标如下：（1）载波信号频率范围为1M-10MHz，分辨率精确到0.01MHz；（2）调制信号是单频正弦波信号，频率在1kHz至10kHz范围内变化，分辨率为0.01kHz；（3）调制深度可在0-1.0之间调节，步进为0.1，并且精度优于5%；（4）载波信号频率、调制信号频率和调制深度均可进行设置。
     
  • 利用Vivado实现FPGA信号的调制与解调
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    本项目运用Xilinx Vivado工具，在FPGA平台上实现数字信号的调制与解调功能，包括QAM、PSK等通信技术的硬件加速。 使用VIVADO进行信号的调制与解调： 1. 载波信号频率范围：1M-10MHz，分辨率0.01MHz； 2. 调制信号为单频正弦波信号，频率范围：1kHz-10kHz，分辨率0.01kHz； 3. AM波表达式[1+ma(cosW1t+cosW2t)]cosWct 4. 调制深度从0到1.0，步进为0.1，精度优于5%； 5. 调制信号位宽和解调信号位宽自定义，其他信号位宽也根据需要设置。要求解调误差不超过1%，并利用MATLAB对数据进行验证。 6. 载波信号频率、调制信号频率以及调制深度由VIO控制；使用ILA观察所有关键的调制与解调等信号，并设定适当的观察数据长度； 7. 在仿真时，载波信号频率设为某一值（具体数值未给出），调制信号频率设置为1+4kHz，且给定一个特定的调制度。
     
  • FPGA数字信号处理（5）利用Vivado FIR IP核实现
    优质
    本教程介绍如何使用Xilinx Vivado中的FIR IP核进行高效数字信号处理设计，适用于希望深入理解FPGA上滤波器实现的技术人员和学生。 使用Vivado的FIR Compiler IP核完成FIR滤波，并包含测试平台与仿真的内容。仿真结果优秀。具体细节可以参考我的博客《FPGADesigner》。
     
  • FPGA——利用Verilog实现UART测试的串口接口驱动（uart_test.rar）
    优质
    本资源提供了使用Verilog语言在FPGA上实现UART测试的详细代码和设计文件。通过下载其中的uart_test.rar，用户可以学习如何构建并验证一个简单的串行通信接口。适合电子工程与计算机科学专业学生及工程师参考。 我制作了一个串口读写的简单测试案例，在这个例子中上位机发送0x55AA，下位机将返回0x66BB。请参考文章《基于Vivado的FPGA开发教程》来学习相关内容。工程文件是vivado格式的。
     
  • 利用Vivado软件和状态机法实现FPGA序列检测
    优质
    本项目采用Xilinx Vivado工具与状态机设计方法，在FPGA平台上高效实现了序列检测功能，确保数据通信中的模式识别精度与速度。 本段落将详细介绍如何使用Xilinx的Vivado软件设计一个基于状态机的FPGA序列检测器，并特别关注10101模式的识别。 首先，我们需要了解一些基本概念：FPGA（现场可编程门阵列）是一种可以根据用户需求定制电路结构的硬件设备。它由许多可以配置逻辑块、输入输出模块和互连资源组成。Vivado是Xilinx提供的一个综合设计环境，用于开发、仿真、综合及编译FPGA项目。 状态机在数字系统中扮演着重要角色，尤其是在序列检测任务中更是不可或缺的一部分。通过内部状态的变化响应外部信号或条件来执行特定功能的状态机，在本例中的应用就是用来追踪输入的比特流，并识别出10101模式。 设计流程包括以下步骤： 1. **需求分析**：确定序列检测器的功能要求，例如需要在连续出现“10101”时产生一个输出信号。 2. **状态定义**：为不同的情况设定状态机的状态。对于我们的例子，“等待第一个‘0’”，“等待第二个‘1’”等都是可能的状态。 3. **转换规则**：根据输入条件制定每个状态下向其他状态转移的规则，比如当前处于“等待第一个‘0’”且接收到一个0信号，则应转移到下一个状态；若为1, 则保持在当前状态不变。 4. **编码实现**：将上述定义的状态转换图转化为具体的硬件逻辑。一般采用二进制方式对各个状态进行编号，便于后续的程序编写。 5. **编程阶段**：选择VHDL或Verilog语言来描述设计，并将其添加到Vivado项目中指定的目标设备和时钟频率下。 6. **综合处理**：使用Vivado工具将高级代码转换为门级逻辑实现，确保满足预定的性能指标。 7. **仿真测试**：通过编写各种输入序列进行验证以检查设计是否按预期工作。这一步骤对于确认正确性至关重要。 8. **物理实现与配置**: 将综合后的结果布局布线，并生成比特流文件用于FPGA编程。 按照以上步骤，可以成功地使用Vivado软件和状态机的概念来构建一个能够识别特定序列的FPGA项目。通过实际操作，我们不仅加深了对这些工具和技术的理解, 还提升了在这一领域的专业技能。 总结而言，设计基于状态机的10101模式检测器需要掌握硬件描述语言、逻辑综合、仿真验证以及FPGA编程等多方面的知识和技巧。这是一项既富有挑战性又极具价值的任务，能够帮助我们在数字系统开发中取得更大的进步。