1. 本选题研究的目的及意义
随着物联网、嵌入式系统等领域的快速发展，串口通信作为一种简单、可靠、低成本的数据传输方式，仍然扮演着至关重要的角色。
通用异步收发传输器（UART）作为一种常用的串口通信协议，被广泛应用于各种设备之间的通信。
本选题旨在深入研究UART的工作原理、协议规范以及硬件实现方法，设计并实现一个高性能、可定制的UART通用异步串口模块。
2. 本选题国内外研究状况综述
UART作为一种应用广泛的串行通信协议，其研究一直受到国内外学者的关注。
1. 国内研究现状
国内学者在UART协议实现、性能优化、应用扩展等方面开展了大量研究工作。
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
1. 主要内容
本选题将围绕UART通用异步串口的设计与实现展开研究，主要内容包括：
1.UART协议研究：深入研究UART协议规范，包括帧结构、传输模式、波特率设置、校验机制等关键技术细节。
2.UART模块设计：基于FPGA或VerilogHDL等硬件描述语言，设计实现UART模块的发送器、接收器、波特率发生器、校验单元等核心功能模块。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用理论分析、仿真实验和实际测试相结合的研究方法，具体步骤如下：
1.理论分析阶段:深入研究UART协议规范、相关技术标准及文献资料，理解UART的工作原理、帧格式、传输机制、校验方式等关键技术细节。
2.仿真实验阶段:使用VerilogHDL等硬件描述语言进行UART模块设计，并在ModelSim、Vivado等仿真软件中进行功能仿真和时序仿真，验证模块设计的正确性和稳定性。
在此基础上，设计并实现同步/异步FIFO，并进行仿真测试。
5. 研究的创新点
本研究的创新点在于：
1.高性能UART模块设计：采用先进的设计技术，优化UART模块的时序和逻辑结构，提高数据传输速率和稳定性，设计可配置的波特率、数据位宽和校验方式，增强UART模块的灵活性，使其适用于不同的应用场景。
2.高效FIFO设计：设计并实现高性能的同步/异步FIFO，优化FIFO的读写控制逻辑，提高数据吞吐量，降低数据丢失率，提高UART通信系统的整体性能。
3.系统集成与优化：将UART模块与FIFO进行高效集成，优化系统架构和数据传输流程，提高数据传输效率，降低系统功耗，实现UART通信系统的整体性能提升。
6. 计划与进度安排
第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲
第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文
7. 参考文献（20个中文5个英文）
1. 刘洋,贺敬.基于FPGA的UART串口通信设计与实现[J].电子技术与软件工程,2023(01):162-165.
2. 张凯,王宁.基于FPGA的UART串口控制器设计与实现[J].电子技术应用,2022,48(12):69-73.
3. 邓超,王辉,黄正周.基于FPGA的UART串口IP核设计与应用[J].电子技术应用,2022,48(09):87-91.
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