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　　在基于IP核復用技術的集成電路設計中，片上總線的選取是最為關鍵的問題。目前，許多廠商已經開發了適用于各自片上總線標準的UART IP核，例如基于AMBA總線的UART IP核、基于CoreConnect總線的UART IP核等。如果用戶要使用這些商業化的UART核，則需要得到授權。因此從成本、性能、開放性的角度來看，采用開源、易于實現的Wishbone總線標準設計出的UART IP核將會擁有廣泛的市場。

　　1 UART IP核的設計原理

　　1.1 UART工作原理

　　通用非同步收發裝置(UART)是計算機進行串行通信的重要組成部分。它將微機系統內部傳送過來的并行數據轉換為串行輸出數據流，以電平的形式傳輸出去;將微機系統外部傳送來的串行數據轉換為字節，供微機系統內部使用并行數據的器件使用;在輸出的串行數據流中加入奇偶校驗位，并對從外部接收的數據流進行奇偶校驗;在輸出數據流中加入啟停標記，并從接收數據流中刪除狀態標記。

　　對于UART而言，總線上的所有信號都是至關重要的。這些信號包括所需的控制信息和數據。因此總線接口的設計決定著UART的設計細節。本設計采用Wishbone總線作為UART核與微機系統進行通信的主機接口。UART核的接口信號如圖1所示。

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　　1.2 Wishbone總線接口

　　在集成電路設計領域，Wishbone總線結構是一種靈活、開源的設計方法。其目的是促進設計的再利用，簡化系統級芯片的集成問題。通過在IP核之間創建一個總線接口，從而將各個IP核能方便地進行連接。這就提高了設計的可復用性和系統的可靠性，加快了產品推向市場的速度。在此之前，IP核之間都是使用非標準的總線規范進行連接的，這就難以實現復用。因此采用標準化的E總線結構設計IP核，已成為IC設計行業的主流。

　　在設計中，Wishbone總線為微機系統和UART控制器提供了操作接口。Wishbone總線接口的主要功能是協調處理器和UART核之間的信號，使處理器能正確地使用UART核進行數據通信。

　　2 UART IP核的設計實現

　　UART IP核的研發是遵照RS232協議和Wishbone總線標準進行的，集成了UART的基本功能。

　　UART IP核的主要技術特征包括：

　　(1)支持標準RSR232接口標準和Wishbone總線規范。

　　(2)全雙工獨立收發功能。

　　(3)接收通道進行奇偶校驗，溢出，產生可選中斷。

　　(4)內置支持接收和發送的16 Byte FIFO。

　　(5)發送“空”產生可選中斷，接收“滿”產生可選中斷。

　　UART IP核體系結構如圖2所示。

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　　UART IP核內部主要包括數據發送模塊、數據接收模塊以及Wishbone總線接口模塊。各模塊的設計如下。