uni
Queste comunicano con dispositivi esterni in accordo ad un vecchio standard del 1969, il EIA-RS232.
Si utilizza una unica linea di collegamento (normalmente chiamata RXD o TXD), sulla quale vengono trasmessi l’uno dopo l’altro i bit, questi bit vengono inviati a gruppi, detti Trame.
Non ci sono specifiche sul tempo che può trascorrere tra una trama e l’altra, i bit invece all’interno di una trama devono essere inviati con una cadenza regolare, intervallati di un tempo T, detto tempo di bit.
Il numero di bit inviati nell’unità di tempo, all’interno di una trama, è detto bit-rate, e vale .
Le trame sono costituite da un numero di bit che va da 7 a 12.
Una parte di questi bit (detti bit utili) costituisce l’informazione vera.
In generale una trama contiente:
- un bit di start
- 8 bit utili
- un eventuale bit di paritĂ
- uno o due bit di stop
Funzionamento
Tra una trama e l’altra, la linea viene mantenuta in uno stato detto marking (ovvero 1), il bit di start, ovvero la scesa della linea in stato spacing (0), segna l’inizio della trasmissione, utilizzando la codifica NRZ ogni bit utile è trasmetto tenendo la linea in marking o spacing a seconda che sia 1 o 0.
Dopo gli 8 bit utili arriva l’eventuale bit di parità e poi gli 1 o 2 bit di stop, dopodiché la linea viene mantenuta in marking fino al prossimo bit di start, a segnalare l’inizio della prossima trama.
Il Bit meno significativo (LSB) segue temporalmente il bit di start.
start 1 0 0 0 stop
marking: --- --- --- --- ----------
\ / \ / ecc /
spacing: --- --- --- ---
<- LSB -> MSB
Ricevitore Seriale
Per poter seguire con precisione l’evoluzione della linea di trasmissione RXD, il ricevitore viene pilotato con un clock clock_ric che ha un periodo molto minore del tempo di clock T, per semplicità supponiamo che sia .
- Il ricevitore attende : la centratura del bit
- Preleva i bit uno alla volta, inserendoli in un registro BUFFER tramite una operazione di shift destro.
- Quando gli 8 bit utili sono nel buffer, l’informazione è completa.
Interfaccia Seriale Start Stop UART
UART = Universal Asynchronous Receiver-Transmitter, modello 8250, presente nei primi Personal Computer IBM.
Ricevitore
module ricevitore(
input dav_in,
// niente rfd_in perché il ricevitore non può permettersi di sostenere una handshake con la sottointerfaccia parallela, quando arriva il bit di start deve salvare nel Buffer.
output rxd,
input byte_in,
input clock_ric
);
reg[1:0] STAR;
localparam S0 = 0,
S1 = 1,
wbit = 2,
wstop = 3;
reg[7:0] BUFFER;
reg DAV_;
assign dav_in = DAV_;
reg[4:0] WAIT;
reg[2:0] COUNT;
localparam bitstart = 0, bitstop = 0;
always @(reset_ == 0) #1 begin
STAR <= S0;
DAV_ <= 1;
// BUFFER indifferente
end
always @(posedge clock_ric) if (reset_ == 1) #3
casex(STAR)
S0: begin
COUNT <= 8;
DAV_ <= 1;
WAIT <= 23;
STAR <= ( rxd == bitstart ) ? wbit : S0 ;
end
S1: begin
BUFFER <= { rxd , BUFFER[7:1] };
WAIT <= 14;
COUNT <= COUNT - 1;
STAR <= (COUNT == 0) ? wstop : wbit;
end
wbit: begin
WAIT <= WAIT - 1;
STAR <= (WAIT == 0) ? S1 : wbit;
end
wstop: begin
DAV_ == 0;
WAIT <= WAIT - 1;
STAR <= (WAIT == 0) ? S0 : wstop;
end
endcase
endmoduleTrasmettitore
module trasmettitore(
input dav_out,
output rfd_out,
output txd,
input byte_out,
input clock_tra
);
reg[1:0] STAR;
localparam S0 = 0,
S1 = 1,
S2 = 2;
reg TxD;
assign txd = TXD;
reg[9:0] BUFFER;
reg[3:0] COUNT;
reg RFD;
assign rfd_out = RFD;
localparam mark = 1, space = 0;
localparam bitstart = 0, bitstop = 0;
always @(reset_ == 0) #1 begin
STAR <= S0;
RFD <= 1;
TxD <= mark;
end
always @(posedge clock_tra) if (reset_ == 1) #3
casex(STAR)
S0: begin
RFD <= 1;
BUFFER <= {bitstop , byte_out , bitstart};
COUNT <= 9;
STAR <= (dav_out == 0) ? S1 : S0;
end
S1: begin
RFD <= 0;
TxD <= BUFFER[0];
BUFFER <= {mark , BUFFER[9:1]};
COUNT <= COUNT - 1;
STAR <= (COUNT == 0) ? S2 : S1;
end
S2: begin
STAR <= (dav_out == 1) ? S0 : S2;
end
endcase
endmodule