Major Lee编译
通用异步收发器(UART)是处理器和外部进行通信的重要接口部件,主要用于串并行数据转换。为提高集成度,目前的微控制器上大多数都已内置了片上UART,但在现实应用中,片上内置的UART有时不能够完全满足设计对串行端口数量和功能方面的要求,因此需要根据实际情况选择其他外部UART器件,作为片上UART的补充。现在UART器件已发展出多种类型,从单一通道发展到双通道、四通道、八通道(图1),同时速度和性能也有了很大提高。
图1:八通道UART器件结构图
- 通道数量
- FIFO缓存容量
- 最大波特率
- 中断处理性能
- 数据流控制能力
下面介绍一些UART选用基本原则。
通道数量
首先要考虑所需的端口通道数,根据端口的数量决定采用一个还是多个UART器件,
图2:N个八通道UART组合使用结构示意图
图2是N个八通道UART组合使用结构图。为了减少器件数量同时也为节省成本,一般应选用能最大程度满足要求的多通道器件,但有时为了使软件驱动程序统一,也可以采用多个双通道UART来代替一个多通道UART。
FIFO缓存容量
大容量FIFO缓存器可以减少处理器中断次数,避免FIFO接收器运行超时,因此应尽量选用缓存容量高的UART器件,目前一般采用的FIFO缓存都在16字节以上,最多的可超过256字节。
最大波特率
早期的8250和16450 URAT速度只有9,600bps,远远不能适应当今的发展,现在所有UART的处理速度都能达到115kbps,可以满足大多数场合的要求,对于要求更高速的应用而言,最新的UART可提供1Mbps以上的传输速度。
中断处理性能
为减少处理器在中断处理上所花费的时间,UART应能提供多种方法简化处理器的操作,包括对中断源的判断以及转向何种中断处理程序等。有的UART器件具有可编程中断优先级功能,可根据中断的类型产生出不同中断向量,并直接指向相应的中断服务程序,这样大大减小了系统开销,使整体效率得到提高。
数据流控制能力
采用Xon/Xoff的全自动带内数据流控制功能可以使通信线路两端的UART直接对数据流进行调整,而无须处理器介入。这样有两个好处,首先,软硬件的等待时间不受系统限制,接收器的FIFO缓存在快满的时候会自动向远端的发送器传送一个Xoff信号,发送器收到后将会停止发送,避免接收器的FIFO缓存超时。另一个就是接收器中断可以被禁止,并且不会因为接收器FIFO缓存超时而丢失所收到的数据。
除了上面提到的几项之外,影响使用的还包括电源电压、功耗以及总线速度等因素,另外成本也是一个重要的内容,选用时应加以综合考虑。
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