基本概念

uart 是一种常用的低速串行通信外设接口，一般进行一次5bit~8bit的数据传输，记为一帧数据。通信只需要GND，RXD，TXD三根线，简单而高效。
下图为5bit LSB为第一位的全双工通信例子

数据帧的结构

通信线常以高电平待机，起始位（D0）低电平，接着就是5bit到8bit数据位，一位的校验位（通常为奇偶校验位或者高低位，也可以缺省），最后是结束位（可以是0.5，1，1.5倍位宽的高电平）。起始位和结束位通常是接受机用来校准传输的标志位，可用来生成error信号。

数据位长度

与设定的波特率相关，并且采用超量采样来削弱噪声干扰，业界常用16倍超采样，即16个工作时钟为一个数据位，并在第8个时钟（N/2）处读取数据。

波特率

波特率是串口的通讯速率，常见的比特率为1200bps、4800bps、9600bps、38400bps、115200bps、256000bps、500000bps，这里bps的意思是bit/s，因此波特率实际上是每秒可以传输的bit的个数，通常波特率与时钟是直接挂钩的，比如波特率位9600bps，那么时钟就是9600hz，即每秒内产生9600个时钟，每个时钟周期发送1bit的数据。在一些地方譬如加密模块中，波特率的计时是从进入到输出为止。（这里并未采用超采样）

基本结构

接口设计可以分单工、半双工和全双工。区别在于通道数和能否同时接受、传出，这取决于设计场景和资源。（不过一般这里无关紧要，个人觉得）
核心是 RX 、TX 模块以及一个波特率控制模块。

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代码后续补上

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系统设计

由于项目需要的是SoC上的全双工uart模块，所以需要可以实现总线配置内部参数和可跨时域等功能。
整体系统架构如下：

AMBA总线接口：

通过软件（CPU，DSP的输出）设置需要的数据以及其传输格式，并用总线传递给uart模块。

寄存器配置模块

在配置寄存器模块寻址，并通过生成控制使能信号进而控制其他
模块。（将寻址的代码独立出来有利于后期的维护和更新功能）
通常还会配置fifo模块，用于缓存内部数据，以防止数据丢失。

跨时钟数据传递模块

设计成跨时钟是因为总线时钟可能需要配合其他低速模块，而uart的波特率需要跟业界标准适配，因此，需要一个额外的参考时钟，且最好是系统所支持的最高波特率的整数倍频率。

波特工作时钟生成模块

根据参考时钟生成采样使能信号

传出和传入模块

传出模块使用计数器，当采样使能信号数量足够时（超量采样）传出（pop）下一位数据；
传入模块则是在N/2处采样。

复位模块

uart系统总复位。

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