陶 然 徐元军

     来源：《电子产品世界》

     摘要：利用uart解决dsp与pc机间通信时速率匹配问题，并给出了具体实现电路。

     关键词：dsp

     uart 串行通信 fifo

     dsp是一种专门用来实现信号处理算法的微处理器芯片，主要优点有：硬件乘法器，哈佛总线结构，多种寻址方式，零耗循环（zero overhead loop），程序执行时间可预测等。

     正是由于dsp的诸多优点能够满足密集的数学计算，而且dsp应用的另一个突出特点是实时性，使其在通信、雷达、数字电视等领域得到了广泛的应用，而且日益渗透到人们的日常生活的各个方面。

     在实时信号处理中已经离不开dsp，这些处理系统中包含了各种数据通信，例如dsp与dsp间数据通信，dsp与pc机间数据通信等。如何能够快速、准确的完成通信是每个硬件工程师所关心的问题。由于dsp的工作频率较高，如tms320c6201时钟频率为200mhz，adsp21060时钟频率为40mhz，故其数据读写周期很短，然而pc机串口读写速度较低，最大数据吞吐量约为115kbps，尽管dsp在与这些慢速外设进行数据交换时可以加入额外的等待周期，但是在实时性要求苛刻，算法复杂的场合，将dsp从这些冗长的等待周期中解放出来，将其时间重点放在处理关键的实时任务中去，有着重要的实际意义。故dsp与pc机之间串口通信的速度匹配是保证快速、准确通信的关键。

     pc机一般带有一个或两个内置串口，每个端口的机箱背后有一个9针或25针的公插口。串口是以bit来传输数据的，传输速率取决于uart芯片。该芯片将pc总线上的并行数据(单字节或多字节）分割成以比特为单位的串行数据流，从而实现在串口线缆中的数据传输。

     现在几乎所有的pc机都带有16550uart用以实现并行数据和串行数据的格式转换，它的最大数据吞吐量为115kbps，这已经能够满足大多数串行设备的需要了。

     pc16550是国家半导体公司生产的通用异步接收/发送器（uart)芯片，它不仅能把从cpu接收的数据进行并-串转换，还能够把从外围设备或modem接收到的数据进行串-并转换。

     该uart包括一个可编程的波特率产生器，可将输入的时钟信号进行分频，并可产生16倍的时钟来驱动内部的传输逻辑单元。同时它内部集成了中断逻辑，另外通过对其内部的寄存器的设置可以完成相应功能，这些寄存器主要有：线路控制寄存器、fifo控制寄存器、中断使能寄存器、modem控制寄存器、线路状态寄存器等。因而它可以与大多数的cpu实现无缝接口，使用很方便。pc16550的功能主要包括：

     * 工作在fifo模式时，接收器/发送器自带16字节的fifo存储器，减少了中断cpu的次数；

     * 串行数据位数可编程，起始位、停止位的长度，奇偶校验位的有无可以分别控制；

     * 可分别产生数据的接收/发送、线路状态等