UART作為RS232協議的控制接口得到了廣泛的應用，將UART的功能集成到FPGA芯片中，可使整個系統更為靈活、緊湊，減小整個電路的體積，提高系統的可靠性和穩定性。提出了一種基于FPGA的UART的實現方法，具體描述了發送、接收等模塊的設計，恰當使用了有限狀態機，實現了FPGA上的UART的設計，給出仿真結果。

　　FPGA介紹

　　FPGA（Field-Programmable Gate Array），即現場可編程門陣列，它是在PAL、GAL、CPLD等可編程器件的基礎上進一步發展的產物。它是作為專用集成電路（ASIC）領域中的一種半定制電路而出現的，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數有限的缺點。

　　FPGA主要特點：

　　1）采用FPGA設計ASIC電路（專用集成電路），用戶不需要投片生產，就能得到合用的芯片。

　　2）FPGA可做其它全定制或半定制ASIC電路的中試樣片。

　　3）FPGA內部有豐富的觸發器和I/O引腳。

　　4）FPGA是ASIC電路中設計周期最短、開發費用最低、風險最小的器件之一。

　　5） FPGA采用高速CMOS工藝，功耗低，可以與CMOS、TTL電平兼容。

　　可以說，FPGA芯片是小批量系統提高系統集成度、可靠性的最佳選擇之一。

　　FPGA是由存放在片內RAM中的程序來設置其工作狀態的，因此，工作時需要對片內的RAM進行編程。用戶可以根據不同的配置模式，采用不同的編程方式。

　　加電時，FPGA芯片將EPROM中數據讀入片內編程RAM中，配置完成后，FPGA進入工作狀態。掉電后，FPGA恢復成白片，內部邏輯關系消失，因此，FPGA能夠反復使用。FPGA的編程無須專用的FPGA編程器，只須用通用的EPROM、PROM編程器即可。當需要修改FPGA功能時，只需換一片EPROM即可。這樣，同一片FPGA，不同的編程數據，可以產生不同的電路功能。因此，FPGA的使用非常靈活。

　　1.2 UART簡介

　　通用異步收發器（UART）是一種短距離串行通信接口，主要用于計算機、微處理器與小型通信網絡之間的短距離通信。目前通信接口技術已發展成為硬件和軟件相結合的綜合性技術，在嵌入式系統設計中，異步串行通信接口已成為必不可少的一部分。隨著FPGA技術和嵌入式系統的發展，在單芯片上可以實現多種功能，雖然目前許多器件已經把UART集成在內，但是要求用單一芯片實現處理器和控制器等復雜功能，同時需要串行通信場合，采用高密度、大容量FPGA器件來設計UART具有很高的實用價值。

　　計算機內部采用并行數據，不能直接把數據發到Modem，必須經過UART整理才能進行異步傳輸，其過程為：CPU先把準備寫入串行設備的數據放到UART的寄存器（臨時內存塊）中，再通過FIFO（First Input First Output，先入先出隊列）傳送到串行設備，若是沒有FIFO，信息將變得雜亂無章，不可能傳送到Modem。

　　它是用于控制計算機與串行設備的芯片。有一點要注意的是，它提供了RS-232C數

　　據終端設備接口，這樣計算機就可以和調制解調器或其它使用RS-232C接口的串行設備通信了。作為接口的一部分，UART還提供以下功能：將由計算機內部傳送過來的并行數據轉換為輸出的串行數據流。將計算機外部來的串行數據轉換為字節，供計算機內部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啟停標記。處理由鍵盤或鼠標發出的中斷信號（鍵盤和鼠標也是串行設備）。可以處理計算機與外部串行設備的同步管理問題。有一些比較高檔的UART還提供輸入輸出數據的緩沖區，比較新的UART是16550，它可以在計算機需要處理數據前在其緩沖區內存儲16字節數據，而通常的UART是8250。如果您購買一個內置的調制解調器，此調制解調器內部通常就會有16550 UART。