FPGA的配置及接口电路
与CPLD不同，FPGA是基于门阵列方式为用户提供可编程资源的，其内部逻辑结构的形成是由配置数据决定的。这些配置数据通过外部控制电路或微处理器加载到FPGA内部的SRAM中，由于SRAM的易失性，每次上电时，都必须对FPGA进行重新配置，在不掉电的情况下，这些逻辑结构将会始终被保持，从而完成用户编程所要实现的功能。
FPGA的配置方式分为主动式和被动式，数据宽度有8位并行方式和串行方式两种。在主动模式下，FPGA在上电后，自动将配置数据从相应的外存储器读入到SRAM中，实现内部结构映射；而在被动模式下，FPGA则作为从属器件，由相应的控制电路或微处理器提供配置所需的时序，实现配置数据的下载。
1配置引脚
FPGA的配置引脚可分为两类：专用配置引脚和非专用配置引脚。专用配置引脚只有在配置时起作用，而非专用配置引脚在配置完成后则可以作为普通的I／O口使用。
专用的配置引脚有：配置模式脚M2、M1、M0；配置时钟CCLK；配置逻辑异步复位PROG，启动控制DONE及边界扫描TDI，TDO，TMS，TCK。非专用配置引脚有Din，D0：D7，CS，WRITE，BUSY，INIT。
在不同的配置模式下，配置时钟CCLK可由FPGA内部产生，也可以由外部控制电路提供。
2 FPGA的配置模式
FPGA共有四种配置模式：从串模式(Slave Serial)，主串模式(MasterSerial)，从并模式(Slave Parallel／S e 1 e c tMap)以及边界扫描模式(Boundary-Scan)。具体的配置模式由模式选择引脚M2、M1、M0决定。
3配置过程
（1）初始化
系统上电后，如果FPGA满足以下条件：Bank2 的I／O输出驱动电压Vcc0_2大于lv；器件内部的供电电压Vccint为2．5v，器件便会自动进行初始化。在系统上电的情况下，通过对PROG引脚置低电平，便可以对FPGA进行重新配置。初始化过程完成后，DONE信号将会变低。
串口通信简介及部分代码截图
一、基本UART通信协议：
通常UART的一帧数据由四部分组成，一个起始位S（一般为逻辑“0”）、数据长度可变的数据位（一般为6位到8位之间可变，数据的低位在前）、一个可选的校验位（可选择奇校验、偶校验或不需要校验）、一定长度的停止位（可选1位、1.5位或2位）。停止位必须为逻辑1。在没有数据线传送时，数据线会一直处于逻辑1状态。
——《Verilog HDL与FPGA数字系统设计》p320
二、串口介绍及其特点
串口的全称为串行接口，也称为串行通信接口（通常指COM接口），是采用串行通信方式的扩展接口。
特点：（1）、通信线路简单，只要一对传输线就能实现双向通信；
（2）、布线简单，成本低；
（3）、能实现数米倒数千米的通信距离。
串口有一个致命的缺点，就是传输速率低。不过由于串口通信误码率低，成本低，在远距离通信上有一定的优势。 ——《FPGA设计技巧与案例开发详解（第二版）》p351
三、串口波特率及其计算
1、在电子领域，波特率即调制速率，指的是信号在调制以后在单位时间内的变化，即单位时间内载波参数标化的次数。
——《FPGA设计技巧与案例开发详解（第二版）》p354
2、波特率的计算（以系统时钟50MHz为例）：
3、串口发送一帧
4、串口发送模块包含两个主要组件：（1）发送波特率生成模块；（2）数据发送模块
5、摩尔状态机的序列检测：
这是用三个独立的always模块来实现状态寄存器和时序和组合模块
——《FPGA数字逻辑设计教程—Verilog》p199~201
以下为部分代码截图：
基于FPGA的高速串口通信协议设计与实现
随着信息技术的不断涌现和发展，串口通信已经成为了数码设备间数据交换的重要手段。而在当前的通信领域中，高速串口通信协议设计和实现已经成为了一个必不可少的领域。其中，基于FPGA的高速串口通信协议设计更是受到了广泛的关注。本文将就此问题展开深入的探讨，着重介绍了基于FPGA的高速串口通信协议的基础概念、设计模式、实现流程及其他相关内容。
一、基础概念
首先，我们来了解一下什么是FPGA和串口通信。FPGA的全称是“Field
Programmable Gate Array”，是一种可编程逻辑芯片。它能够根据设计者的要求和需求来充分发挥自己的功能特点，并且可以在不用重新设计或加工硬件的前提下灵活地改变其电路结构。而串口通信是一种在计算机和外围设备之间进行数据交换的通信方式，可以在一根通信线上同时传输多个二进制信号，可以实现设备之间的快速、稳定的数据传输，互操作性也比较高。
基于以上两个概念，基于FPGA的高速串口通信协议设计和实现就是一种利用FPGA芯片中可编程资源的特性，以此编写通信协议，达到快速、高效地实现数据传输的过程。
二、设计模式
在设计基于FPGA的高速串口通信协议时，我们通常会采用一些设计模式。下面，我们就分别来介绍几种常见的设计模式。
1、主从模式
主从模式是一种常用的通信模式，其特点是主设备控制从设备的数据传输，从设备仅向主设备传输接收到的数据。在基于FPGA的高速串口通信协议设计中，我们可以使用主从模式实现设备之间高速的数据传输。 2、同步/异步模式
同步/异步模式是根据通信时钟信号是否同步进行区分的。在同步模式下，数据传输的时钟信号是由控制器提供的，而在异步模式下，时钟信号则是由数据本身提供的。在基于FPGA的高速串口通信协议设计中，我们可以根据具体需求选择合适的同步/异步模式。
3、中断/轮询模式
中断/轮询模式是根据不同的数据传输方式进行区分的。在中断模式下，外部设备向中央处理器传输的数据是基于中断机制的，而在轮询模式下，则是中央处理器不断地轮询外部设备是否有数据要传输。在基于FPGA 的高速串口通信协议设计中，我们可以选择中断/轮询模式进行数据传输。
第１９卷 Ｖ０１．１９ 第１７期 Ｎｏ．１７ 电子设计工程 Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｄｅｓｉｇｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ２０１１年９月 Ｓｅｐ．２０１１
基于ＦＰＧＡ的串口 通讯与ＶＧＡ显示
姚善学 ，王代强１，２
（１．贵州大学理学院，贵州贵阳５５００２５；２．贵州人民武装学院贵州贵阳５５００２５）
摘要：本文介绍了基于ＦＰＧＡ（现场可编程门阵列）具有串口控制功能的ＶＧＡ显示图像的设计实现方案。通过对该设 计方案进行分析，可把本设计分成３个模块一一进行实现．这３个模块分别是串口发送模块、ｆｉｆ０存储模块、ＶＧＡ显
示模块。因此文中详细介绍了这３个模块详细设计方法，并在此基础上实现了３个模块协同工作以完成整个系统的
功能。此设计具有较强的通用性和推广价值。
关键词：串口接收；ＦＰＧＡ；数据的存储；ＶＧＡ显示
中图分类号：ＴＮ９８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４—６２３６（２０１１）１７—０１４６—０３
Ｓｅｒｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉＯｉｌ ａｎｄ ＶＧＡ ｄｉｓｐｌａｙ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＦＰＧＡ
ＹＡＯ Ｓｈａｎ—ｘｕｅ ．ＷＡＮＧ Ｄａｉ－ｑｉａｎｇ ’ （１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆＳｃｉｅｎｃｅ ｏｆＧｕｉｚｈｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕｉｙａｎｇ ５５００２５，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｐｅｏｐｌｅ’ｓ Ａｒｍｅｄ ｏｆＧｕｉｚｈｏｕ ｕｎｉｖｅｒｓ ，Ｇｕｉｙａｎｇ ５５００２５，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ）ｈａｓ ａ ｓｅｒｉａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ＶＧＡ ｄｉｓｐｌａｙ ｉｍａｇｅ ｄｅｓｉｇｎ
ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｓ．Ｂｙ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ，ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｐｕｔ ｉｎｔｏ ｔｈｒｅｅ ｍｏｄｕｌｅｓ ｏｎｅ ｂｙ ｏｎｅ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ，ｔｈｅｓｅ ｔｈｒｅｅ
