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1、论文2536基于FPGA的UART IP核设计与实现董大成，张建东，史国庆(西北工业大学电子信息学院，陕西 西安 710072)摘 要：UART控制器是计算机串行通信子系统和电信领域广泛使用的设备。针对实际工程中应用中UART的内部FIFO空间不能满足需求的问题，提出了一种基于FPGA芯片的嵌入式UART IP核设计方法。利用硬件描述语言VHDL来设计UART的各个子功能模块以及顶层模块，完成了各个模块和整个UART的功能仿真，结果显示设计满足要求，具有良好的使用价值。关 键 词：通用异步收发器 ；IP核 ；FPGA ；硬件描述语言Abstract：UART Controller is a s

2、erial communication interface widely used in computer serial communication subsystem and telecommunication fields. It proposed a FPGA-based embedded UART IP core design method. Simulation results show that the design meets the requirements of good value.Key words: UART ；IP core；FPGA ；VHDLUART是设备间进行异

3、步通信的关键模块。而专用串行接口芯片的缺点FIFO空间比较小，发送字节间隔不可控。本论文提出了一种基于FPGA芯片的嵌入式UART IP核的设计方法，并利用硬件描述语言VHDL来设计实现UART1。所设计的UART IP核除具有通用异步接口的基本功能外，最重要的是设计两个256字节的大容量数据缓冲区FIFO分别用于接收和发送数据，适用于高速数据传输，而且设置发送数据字间隔为编程可控。1、UART总体设计本论文所设计的UART要求除具有通用异步接口的基本功能外，具有可编程串行接口特性(包括数据位长度、奇偶校验模式、停止位长度、波特率)、具有全双工的数据发送器接收器、四种通信中断源、具有标准Mod

4、em接口控制功能等2，并具有中断优先级的控制逻辑，还要求内部配置256字节的发送FIFO和256字节的接收FIFO，这样可有效减小其对CPU资源的占用，提高CPU的性能。Figure 1. Architecture of UART图 1 UART的内部结构图在UART中共设置13个寄存器（包括两个FIFO）用于储存数据信息和控制信息，其中两个FIFO用于存放已接收或待发送的数据，中断使能控制寄存器IER和中断等级寄存器IIR用于中断控制，线路控制寄存器LCR和MODEM控制寄存器MCR用于设置数据帧的格式和MODEM的输出，线路状态寄存器LSR和MODEM状态寄存器MSR用于储存数据通信状态和

5、MODEM的状态信息，波特率除数寄存器用于存储对外部输入时钟的分频系数。2、UART仿真验证利用VHDL语言对设计项目进行描述并编译无误后，需要进行仿真验证3。本论文使用Quartus软件对所设计的UART进行功能仿真。3、结束语本论文基于工程应用中的实际需求和现代FPGA技术上的优势，为解决传统UART芯片中的不足之处所设计。设计的UART由于配置有256字节的FIFO，能够有效减小其对CPU资源的占用，提高IP核的性能。经过验证，显示本设计符合设计要求。参考文献：1 韩明.基于FPGA的通用异步收发器的设计：博士论文.大连：大连海事大学，20092 王金明，周顺.数字系统设计与VHDL.北

6、京：电子工业出版社，20103 李欣,张海燕.VHDL数字系统设计.北京：科学出版社，2009 基金项目： 航空科学基金（2010ZC53036）作者简介： 董大成，男，电子信息学院系统工程研究生，硕士在读，研究方向为航空电子综合化系统。张建东,男,山东人，西北工业大学电子信息学院副教授,研究方向为航空电子综合化系统及仿真技术。未知环境中无人机实时航路规划张坤1，罗岭2(1. 西北工业大学电子信息学院，陕西 西安 710072；2. 西北工业大学管理学院，陕西 西安 710072)摘 要： 指出了未知环境下无人机实时航路规划与航路规划的关系；提出了模糊控制用于实时航路规划的算法。根据模糊控制和

7、航路规划原理，构造了模糊控制规则库；将传感器实时探测的信息送给模糊控制器进行处理，得到水平偏转角控制量，使无人机规避障碍同时飞向目标点。用MATLAB进行仿真验证，仿真结果证明了算法的有效性。关键词：无人机；航路规划；模糊控制Abstract: This study proposed a real-time path planning algorithm in unknown environment by means of fuzzy control theory. According to the principle of fuzzy control and path planning, w

8、e constructed the fuzzy control system of UAV. The fuzzy controller receives real-time detection information from the airborne sensor, processes the information using the fuzzy control rule base, and finally sends the horizontal deflection angle to the flight control component, which controls the UA

9、V flying along the planed path. In the end, MATLAB simulation resluts show the effectiveness of the algorithm.Keywords: unmanned aerial vehicles; route planning; fuzzy controlFigure 1 System framework图 1 系统结构图Figure 2 Simulation result图 2 仿真结果参考文献1 符小卫, 高晓光. 一种无人机路径规划算法研究J. 系统仿真学报, 2004, 16(1): 20-2

10、12 高晖, 陈欣, 夏云程. 无人机航路规划研究J. 南京航空航天大学学报, 2001, 33(2): 135-1383 唐强, 张翔伦, 左玲. 无人机航迹规划算法的初步研究J. 航空计算技术, 2003, 33(1): 125-1284 张海, 周德云, 佟明安. 对地攻击的路线规划方法J. 电光与控制, 1999, (1): 37-42.作者简介：张坤，男，系统工程，博士在读，主要研究复杂武器系统指挥与控制。罗岭，女，管理科学与工程，硕士在读，主要研究智能决策。Vxworks下1553B通信系统的设计与实现刘明阳，张建东，庞敏(西北工业大学电子信息学院，陕西 西安710129)摘 要:

11、 本文介绍了1553B数据总线和Vxworks实时操作系统的基本概念和特点，分别从软件和硬件两方面论述了在Vxworks下建立基于1553B总线通信系统，并完成既定的定制功能。通信系统采用了1553B总线协议和1553pci-mch总线协议接口板完成实时设计要求的通讯功能，运用Vxworks嵌入式操作系统确保了通信系统的高可靠性、实时性，为综合航电系统总线通信技术的发展提供新的方向。关键词: Vxworks ；嵌入式系统；1553B总线；设备驱动程序Abstract: By introducing 1553B data bus and Vxworks real-time operating s

12、ystem, this article mainly talks about the design and realization method from hardware and software for establishing a 1553B bus communication system under Vxworks. Communication system completes real-time communication by using 1553B bus protocol and 1553pci-mch bus protocol interface board, and en

13、sures high reliability and real-time by the use of Vxworks embedded operating system. The design offers a new research way for the bus communication technology of Avionics Integrated Simulation System.Key words: Vxworks；Embedded operating system；1553B bus；Device driver program仿真系统的设计整体方案设计仿真通信系统整体设计

14、分软硬件两部分，通过定制的PC机选择作为宿主机和目标机构建仿真通信系统的硬件环境，结合Tornado和C语言编制仿真系统的软件来完成既定的仿真要求，应用宿主机的调试环境对目标机的驱动程序和应用程序进行调试，完成既定的功能需求。系统的硬件设计系统的硬件设计包括选取合适的PC机定制为宿主机和目标机，选取功能完备的MBI板卡完成通信需求；连接以太网完成通信系统的调试。系统的软件设计本仿真系统的实现软件包括定制的Vxworks，板卡的驱动程序和功能调试的应用程序：(1) Vxworks系统:本系统的节点机选择Vxworks作为实时操作系统，配合X86PentiumBSP管理节点机硬件资源，可提供一个多

15、进程的实时系统平台，完成仿真系统高效的实时通信。 (2)MBI驱动程序: 驱动程序位于I/O系统与系统底层硬件之间，相当于将物理硬件映射称为一个逻辑设备，向I/O系统提供数个标准定义的接口。驱动程序负责直接管理MBI硬件设备，为上层应用程序提供接口调用。(3)系统应用程序:应用程序通过对MBI设备驱动层函数库的调用，仿真1553B总线在不同模式和状态下的数据传输过程和通信机制，程序是灵活的，可以根据不同的需求编写不同的功能，逐步调试完成目的。系统应用软件开发与实现应用程序的开发是在Vxworks的开发环境Tornado中进行的。本系统应用软件的开发可以在工作空间中添加新的工程，运用C语言编写，

16、组建1553BC.out和1553RT.out分别加载到目标机实现既定的功能。应用软件可根据自己的需求设计开发，本文设计典型的BC与RT通信软件，完成实时周期性和非周期的子系统通信，其他功能不在此赘述。结束语通过应用程序的调试本通信系统达到了系统设计要求，实现了预期目标。本文所建立的基于Vxworks的通信仿真平台和现有的同类系统相比，具有可靠性好、实时性强、仿真度高、扩展性好等特点。可以针对具体的设备进一步完善系统的应用层软件，对各种地面综合仿真系统的建立提供很好的平台。参考文献:1 Wind River systems, Inc. Vxworks Programmer s Guide 5.5z.20022孔祥营.嵌