[发明专利]一种波特率生成器

说明书

本发明公开一种波特率生成器，属于集成电路领域，包括波特率寄存器、过采样寄存器、12位波特率整数分频计数器、4位过采样计数器、小数位平衡控制器、和比特位时钟生成逻辑。所述波特率寄存器载入系统所设置的整数分频值和小数分频值；所述过采样寄存器选择一个比特位的采样次数；所述12位波特率整数计数器是由固定频率的工作时钟驱动，用于产生16或8倍波特频率的时钟信号；所述4位过采样计数器根据过采样的配置对每一位比特位进行采样计数；所述小数位平衡控制器产生12位波特率整数分频计数器的初始值；所述比特位时钟生成逻辑用于产生与波特率同频的比特位采样时钟。

技术领域

本发明涉及集成电路设计技术领域，尤其涉及一种波特率生成器。

背景技术

UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发器) 提供了一种灵活的方法与使用工业标准NRZ异步串行数据格式的外部设备之间进行全双工数据交换。UART利用波特率发生器提供范围非常宽的波特率选择。当两个UART模块进行通信时，只有两方波特率相近，才能进行有效的通信。由于两方的使用工作时钟频率并非同源，因此配置相同波特率时，所发送的串口信号，另一方并不能有效的识别所接收到的数据。对所有串口信号采样时，采样需要尽量选取比特位中间的位置才能在连续传输时不会到接收逐渐失真的数据。例如在16倍过采样时，针对第7位、第8位和第9位采样所得的值作为该比特位的值；而在8倍过采样时，选择的采样位则是第2位、第3位和第4位采样位。

当工作时钟频率不为所需波特频率的整数倍时，波特频率发生器需要结合整数分频和分数分频的方式，否则波特频率发生器依据工作时钟得到的波特频率精度不高。目前市场上的波特频率发生器为提高波特率精度并使波特率分频时钟分布均匀，通过使用纯分数分频法生成了波特率分频信号。该方法虽然将波特率的精度大幅度提高，但是所占用的逻辑单元也更多。

针对以上技术方案所存在的缺陷，单个比特位内的波特率时钟对称分布，并且在接收时采样的位置尽量靠近比特位中间，以提高接收的容差。同时，由于每一个小数分频值有着对应的波特率分频时钟的布局，所使用的逻辑单元也更少。

因此，本发明的目的在于开发一种波特率发生器，以最少的硬件资源，较高的波特率精度和灵活性使波特率可以满足通信要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种波特率生成器，以解决背景技术中的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种波特率生成器，包括波特率寄存器、过采样寄存器、12位波特率整数分频计数器、4位过采样计数器、小数位平衡控制器、和比特位时钟生成逻辑；其中，

所述波特率寄存器载入系统所设置的整数分频值和小数分频值；

所述过采样寄存器选择一个比特位的采样次数；

所述12位波特率整数计数器是由固定频率的工作时钟驱动，用于产生 16或8倍波特频率的时钟信号；

所述4位过采样计数器根据过采样的配置对每一位比特位进行采样计数；

所述小数位平衡控制器产生12位波特率整数分频计数器的初始值；

所述比特位时钟生成逻辑用于产生与波特率同频的比特位采样时钟。

可选的，所述波特率寄存器根据单个比特位的采样次数进行配置：

当过采样次数为16，小数分频值由低4位寄存器BRR[3:0]构成，整数分频值由寄存器BRR[15:4]的高11位构成；

当过采样次数为8，小数分频值由低3位寄存器BRR[2:0]构成，第4 位保持为零，整数分频值由高11位寄存器BRR[15:4]构成。