一种基于FPGA软核采集ASCII形式数据的系统技术领域
本发明属于电气工程技术领域，涉及一种基于FPGA软核采集ASCII形式数据的系
统。
背景技术
由于FPGA在组合逻辑与时序控制方面比较擅长，在解析ASCII协议方面不如用C语
言解析方便。因此希望通过FPGA的软核(microblaze)解决该问题，microblaze作为FPGA的
一种嵌入式处理器，可以采用C语言编写程序避开FPGA在这方面的弱点。
然而ASCII为8位数据形式，与FPGA软核所能处理的32位数据位形式以及数字信号
处理器的16为数据位形式均不同，因此采用FPGA芯片处理ASCII数据具备一定的困难，目前
尚未有有效的解决方法。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种基于FPGA软核采集ASCII形式数据的系统，能够实现
FPGA对ASCII形式数据的快速解析。
为了达到上述目的，本发明的技术方案为：一种基于FPGA软核采集ASCII形式数据
的系统，该系统包括一块数字信号处理芯片和FPGA芯片。
FPGA芯片中包括串口数据接收模块、先入先出缓冲区FIFO、软核microblaze、数据
转换模块和第一双口RAM。
串口数据接收模块为在FPGA中创建的软件模块，用于接收外部输入的ASCII形式
数据，并将该ASCII形式数据发送至FIFO中。
FIFO在FPGA的IP核中创建，FIFO数据类型为8位，FIFO输出接口包括8位输出数据
线、1位读数据线和1位非空数据线。
microblaze具有10根GPIO口分别与FIFO的10根数据线一一对应连接；在
microblaze中创建第二双口RAM，第二双口RAM数据位为32位；microblaze读取FIFO的非空
数据线中电位，当FIFO中有数据时，FIFO非空数据线变为低电位，该低电位由microblaze获
取后，microblzae通过对FIFO的读数据线进行置位，FIFO的读数据线置位后，microblaze通
过FIFO的8位输出数据线读取FIFO中数据，microblaze将读取的数据进行解析，提取其中所
需信息，将该所需信息发送到microblaze中的第二双口RAM中。
数据转换模块将所需信息从第二双口RAM中读取出来，并将第二双口RAM中的所需
信息进行数据位转换将32位数据转换为16位，将转换结果存入第一双口RAM中。
第一双口RAM在FPGA的IP核中创建，第一双口RAM的数据位为16位；第一双口RAM与
数字信号处理芯片相连接；数字信号处理芯片从第一双口RAM中读取上述转换结果，实现数
字信号处理芯片对ASCII形式数据的接收。
有益效果：
本系统的核心数据处理板由一块数字信号处理芯片(OMAPL138)与FPGA组成，系统
运行需要两块芯片协同工作。采用FPGA作为与外界数据交互的接口，配合OMAPL138工作。当
对外串口通讯数据协议为ASCII方式时，FPGA能够进行快速解析。
附图说明
图1为系统框图。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
该系统的系统框图如图1所示，包括一块数字信号处理芯片和FPGA，FPGA中包括串
口数据接收模块(采用代码实现)，FIFO(可以在IP核中创建，FIFO数据类型为8位，FIFO数据
输出包括8位输出数据线，1位读数据线，1位非空数据线)，嵌入式处理器(microblaze,嵌入
式处理器具有10根GPIO口分别于FIFO的10根数据线连接；在嵌入式处理器中需要添加双口
RAM控制器以及双口RAM，该双口RAM数据默认为32位)，数据转换模块(采用代码来实现将32
位数据转换为16位)，双口RAM(可以在IP核中创建，双口RAM数据类型为16位)。
ASCII形式的串口数据进入到串口数据接收模块，串口数据接收模块将接受到的
数据发送至FIFO中，当FIFO中有数据时，FIFO非空标志数据线(empty)变为低电位，该低电
位由microblaze获取后，microblzae通过控制FIFO的读数据线，microblaze通过FIFO的8位
输出数据线读取FIFO中数据，microblaze将读取的数据进行解析，提取其中所需信息，将该
所需信息发送到microblazede的双口RAM中，由数据转换模块将该信息从双口RAM中读取出
来，并进行出具转换，将转换结果存入16位的双口RAM中，该16位的双口RAM与数字信号处理
芯片相连接。数字信号处理芯片可以从该双口RAM中读取上述转换结果。
实施例1：
以深水罗经系统(其核心板由数字信号处理器OMAPL138及FPGA组成)为例，深水罗
经在水面上工作时需要接受GPS信息。GPS提供位置速度等信息，通过串口将数据发送给深
水罗经系统，具体串口协议如下：
$GPRMC,010006.00,A,3650.1230000,N,11250.0000345,E,12.000,40.0,16,0.0,
W,N*3F其中$GPRMC为数据头，010006.00为时间，A为数据有效，3650.1230000为纬度，
11250.0000345为经度。
深水罗经系统串口接收引脚(RX)与GPS的发送引脚(TX)相连接，当GPS通过串口向
外发送数据时，深水罗经系统的FPGA检测到接收引脚信号，FPGA通过串口接收模块将数据
转换为字符型数据存储到FIFO中，当FIFO中有数据时标志数据线(empty)拉低。由于empty
引脚与microblaze连接，microblaze检测到empty的低电平后通过控制与FIFO连接的读信
号RD发送读信号，通过数据线获取FIFO中数据。通过以上操作，microblaze中获取了一包
GPS的完成数据。在microblzae中，我们通过编写C语言程序提取其中的位置信息(例如上面
的纬度3650.1230000，经度11250.0000345)，将位置信息存储在自身的双口RAM中，数据转
换模块将microblaze的RAM数据转换后存储到与数字信号处理器(omapl138)向连接的双口
RAM中，供数字信号处理器读取使用。
综上，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在
本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护
范围之内。