[发明专利]异步串行通信采样系统和方法

说明书

本发明属于异步串行通信的技术领域，为了解决现有技术在提高异步串行通信速率时，存在的信号可靠性低、出现畸形信号等技术问题，本发明提供一种能够提高信号可靠性的异步串行通信采样系统和方法，所述系统包括：起始位判断模块；置信权值计算模块，设置成在所述接收到数据的中间点有效时，计算所述接收到数据的每个采样点0和1的置信权值，且所述接收到数据的每个采样点具有各自的权值，依据0和1的权值累加值计算出总的置信权值；状态判断模块，设置成基于置信权值处理后的计算结果与预定阈值之间的大小关系，判断所述接收到数据中当前采样点的结果，并给出所述数据位的有效标志。

技术领域

本发明涉及异步串行通信的技术领域，尤其涉及一种异步串行通信采样系统和方法，更具体地，涉及一种基于FPGA的低倍频采样的高速异步串行通信系统和方法。

背景技术

异步串行通信是指通信双方以一个字符(包括特定附加位)作为数据传格单位且发送方传送字符的间隔时间不一定，具有不规则数据段传送特性的串行数据传输；其凭借着协议简单、接线资源少、全双工等优势，在数字通信和控制系统中广泛使用；并且越来越多的用户根据实际需求，采用FPGA(现场可编程逻辑门阵列，一种硬件可编程集成电路)技术实现板间、系统间的异步串行通信的方案。

具体地，异步串行通信一般采用起止式异步协议，特点是逐个字符传输，并且传送单个字符总是以起始位开始，停止位结束，字符之间没有固定的时间间隔要求，数据格式靠起始位和停止位来实现字符界定；传输的速度一般以波特率定义，波特率越高，传输速度越快；波特率是指每秒钟传输的二进制数据量；通常微处理器的串行收发器波特率最高为115.2kbps，自定义最高能够达到6Mbps。

在高传输速率下，数据接收端可靠、正确的恢复数据是异步串行通信的关键和难点。为提高异步串行通信的可靠性，降低误码率，一般采用16倍或以上的高倍频采样时钟，在采集到起始位后，根据波特率计算出每个bit的中间采样点，以避开数据跳变时刻；但是这种方法不能够完全消除脉冲性干扰带来的影响，因为脉冲性干扰可能导致中间采样点的数据不稳定。为了改进该技术问题，在中国专利申请号为CN201010607234.4的专利中，公开了一种异步串行通信数据接收时的抗干扰纠错采样系统和方法在多个采样时刻分别对输入信号进行采样并对采样输出结果进行多数表决的比较，最后根据多数表决的比较结果输出数据接收结果。

发明人在实现本发明的过程中发现：1、中间点单次采样虽然实现简单，但是抗随机脉冲干扰能力差；上述专利CN201010607234.4虽然克服了传统的异步串行通信采样模块在随机性脉冲干扰的情况下容易得到错误的采样数据这一不足；但是在低倍频采样的情况下，由于接收的异步信号亚稳态的影响导致采样点偏移、通信距离长导致信号畸变等情况均可能造成误判，降低通信可靠性。FPGA内部的时钟频率有限，在时钟主频率一定的情况下，过采样率越低，则可以获得的串行通信速度越快；并且如果获得同样的传输速度，高倍频过采样需要的处理器性能越强，成本越高。

发明内容

为了解决现有技术在提高异步串行通信速率时，存在的信号可靠性低、出现畸形信号等技术问题，本发明提供一种能够提高信号可靠性的异步串行通信采样系统和方法，尤其适用于基于FPGA的低倍频采样的高速异步串行通信。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案包括：

本发明一方面提供一种异步串行通信采样系统，所述系统包括分别设置有异步串行通信端口的数据发送端和数据接收端；其特征在于，

所述数据接收端还设置有起始位判断模块、置信权值计算模块和状态判定模块；其中，

所述起始位判断模块设置成检测接收到数据中每个字节的起始位，当检测到下降沿后，置位字节接收标志，并根据预设的波特率计数，在该字节接收完毕后清除字节接收标志，等待下一个字节的起始位到来；