3 HCI-UART 的FPGA 設計

　　主機與藍牙模塊之間使用指令——應答的方式進行通信，主機向主機控制器發(fā)送指令分組，主機控制器執(zhí)行某一指令后，大多數(shù)情況下會返回給主機一個指令完成事件分組，該分組攜帶有指令完成的信息。如果指令分組參數(shù)有誤，返回的指令狀態(tài)事件分組就會給出相應的錯誤代碼。主機與主機控制器間的數(shù)據(jù)交換則通過數(shù)據(jù)分組實現(xiàn)。主控制器系統(tǒng)原理框圖如圖2 所示。

　　圖2

　　3.1 UART 的設計

　　UART 的設計主要包括三個部分：發(fā)送器、接收器和波特率發(fā)生器，設計采用分模塊完成[10]。

　?。?）波特率發(fā)生器：

　　UART 的數(shù)據(jù)接收和發(fā)送是通過對波特率的設置進行實現(xiàn)的。波特率發(fā)生器采 用分頻器實現(xiàn)，分頻得到一個頻率為波特率16 倍的波特率時鐘clk_baud，分頻數(shù)N 計算公式如（1）所示， 其中clk_sys 表示系統(tǒng)時鐘，baudrate 為UART 的波特率。

　　（2）發(fā)送器模塊：

　　檢測到發(fā)送信號時，裝載數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)產(chǎn)生奇偶校驗位，按通信協(xié)議幀的格式的要求依次發(fā)送起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗位和停止位，并產(chǎn)生各種控制信號。整個發(fā)送過程采用有限狀態(tài)機實現(xiàn)，分成五個狀態(tài)（空閑idle，發(fā)送起始位send_start，發(fā)送數(shù)據(jù)send_data，發(fā)送奇偶校驗位 send_parity，發(fā)送停止位send_stop），具體過程如圖3 所示。

　　圖3 發(fā)送器狀態(tài)圖