藍牙HCI-UART主控制接口的FPGA設計與實(shí)現

　　3 HCI-UART 的FPGA 設計

　　主機與藍牙模塊之間使用指令——應答的方式進(jìn)行通信，主機向主機控制器發(fā)送指令分組，主機控制器執行某一指令后，大多數情況下會(huì )返回給主機一個(gè)指令完成事件分組，該分組攜帶有指令完成的信息。如果指令分組參數有誤，返回的指令狀態(tài)事件分組就會(huì )給出相應的錯誤代碼。主機與主機控制器間的數據交換則通過(guò)數據分組實(shí)現。主控制器系統原理框圖如圖2 所示。

　　圖2

　　3.1 UART 的設計

　　UART 的設計主要包括三個(gè)部分：發(fā)送器、接收器和波特率發(fā)生器，設計采用分模塊完成[10]。

　?。?）波特率發(fā)生器：

　　UART 的數據接收和發(fā)送是通過(guò)對波特率的設置進(jìn)行實(shí)現的。波特率發(fā)生器采 用分頻器實(shí)現，分頻得到一個(gè)頻率為波特率16 倍的波特率時(shí)鐘clk_baud，分頻數N 計算公式如（1）所示， 其中clk_sys 表示系統時(shí)鐘，baudrate 為UART 的波特率。

　?。?）發(fā)送器模塊：

　　檢測到發(fā)送信號時(shí)，裝載數據，根據數據產(chǎn)生奇偶校驗位，按通信協(xié)議幀的格式的要求依次發(fā)送起始位、數據位、奇偶校驗位和停止位，并產(chǎn)生各種控制信號。整個(gè)發(fā)送過(guò)程采用有限狀態(tài)機實(shí)現，分成五個(gè)狀態(tài)（空閑idle，發(fā)送起始位send_start，發(fā)送數據send_data，發(fā)送奇偶校驗位 send_parity，發(fā)送停止位send_stop），具體過(guò)程如圖3 所示。

　　圖3 發(fā)送器狀態(tài)圖