基于A(yíng)ctel FPGA的多串口擴展方案

　　隨著(zhù)現代電子技術(shù)的發(fā)展，接口技術(shù)在設計中占據越來(lái)越重要的地位。多串口動(dòng)態(tài)擴展通信技術(shù)在現場(chǎng)工業(yè)控制、智能家居等領(lǐng)域應用越來(lái)越廣泛。在當前的多串口的擴展應用中，雖然市面上有部分的多串口擴展芯片，但是其可擴展的串口數量有限并且擴展的個(gè)數是固定的，而且這些擴展芯片普片存在著(zhù)價(jià)格比較昂貴、芯片體積較大在電路板中占據很大的空間，功耗過(guò)高等問(wèn)題。

　　基于Actel FPGA的多串口擴展設計采用了Actel公司高集成度，小體積，低功耗，低系統成本，高安全性和可靠性的小容量FPGA-A3P030進(jìn)行設計，把若干接口電路的功能集成到A3P030中，實(shí)現了三路以上的串口擴展。該設計靈活性高，可根據需求靈活實(shí)現并行總線(xiàn)擴展三路UART或者SPI擴展三路UART，波特率可以靈活設置。

　　1. 系統概述

　　本系統實(shí)現的UART擴展功能全部在具有3萬(wàn)門(mén)邏輯單元的小容量低成本的A3P030上實(shí)現。采用A3P030的通用I/O模擬SPI接口或者并行總線(xiàn)接口，實(shí)現SPI接口或者并行總線(xiàn)接口到UART接口的功能轉換，同時(shí)在A(yíng)3P030上實(shí)現UART串行收發(fā)單元的設計，最終實(shí)現不同接口到多路UART擴展的功能。系統設計及應用框圖如圖 1所示。

　　基于Actel A3P030的多串口擴展具有如下的功能及特點(diǎn)。

　　● 系統電源為1.5V的A3P030內核電壓和3.3V的I/O電壓;

　　● 擴展的UART具有1位起始位，8位數據位，無(wú)校驗位，1位停止位;

　　● UART雙緩存鎖存接收/發(fā)送數據;

　　● 波特率可以設置;

　　● 可實(shí)現基于SPI或者并行總線(xiàn)的UART擴展;

　　● 可實(shí)現并行總線(xiàn)擴展的中斷查詢(xún);

　　● UART串行輸入濾波;

　　● SPI串行輸入濾波;

　　● 兼容標準的UART、SPI等通信協(xié)議。