由于用戶控制指令（包括信號處理板配置參數、輸出數據類型控制等）與差分修正數據的數據長度和數據持續(xù)性有很大區(qū)別，在常規(guī)數據傳輸方式之外對每個串口增設數據塊傳輸模式。數據塊傳輸模式可用于持續(xù)性大量數據的輸入，采用每個串口對兩塊RAM進行乒乓讀寫操作的來方案實現。是否采用數據塊傳輸模式由串口的控制寄存器中的第14位（P_flag）決定。對于非數據塊輸入模式中緩存大小需要根據常規(guī)數據最大長度來設定，過小會導致部分數據丟失。當有數據需要輸出時，由DSP向NIOS II CPU的RAM寫入各UART輸出控制寄存器的設定值，并通過GPIO向其發(fā)出中斷信號。可在NIOS II CPU的main函數中設置一個循環(huán)檢測是否有由DSP輸入的中斷信號，若有再檢測各UART的輸出控制寄存器。輸出流程圖如圖4所示。

圖4 串口數據輸出流程

　　圖4中SET_EN用于設置個串口的輸入模式（是否乒乓輸入及乒乓輸入時緩存的大?。┖痛谑鼓艿炔僮鳎斎肟刂萍拇嫫鞯哪J值在系統(tǒng)初始化時由DSP寫入。

　　當數據輸入時，NIOS II CPU檢測到來自串口的中斷請求，進入對應的中斷響應程序。首先對數據傳輸模式進行判斷，P_flag默認值為0，表示非數據塊輸入模式。該模式下輸入的數據有特定的結尾標志符組合，一旦檢測到結束標志則發(fā)送已緩存的數據并完成狀態(tài)清零以便下次接收；P_flag為1則為連續(xù)數據塊輸入，當Half_BAM0或Half_RAM1其中一塊寫滿時即向DSP發(fā)出中斷信號，DSP即進入中斷服務程序讀取數據。程序流程圖如圖5所示。

圖5 程序流程圖

　　3 結束語

　　采用Altera FPGA芯片上的NIOS II CPU控制串口的優(yōu)點是充分使用硬件資源，可以減輕DSP芯片的計算量。測試表明，NIOS II CPU工作頻率為20.46 MHz，串口波特率設置為115 200，數據位為8 bit，各串口可以同時正常輸入輸出。多串口可以同時輸入輸出數據，由指令可以靈活配置傳輸模式，以適應不同數據傳輸類型的需求。

　　本文解決了單串口傳輸不能滿足GPS高精度接收機對多種數據同時輸入輸出的要求，實現了GPS定位結果、RTK差分數據與外界的實時交換以及用戶控制命令的輸入。本方案的優(yōu)點是通過增加各串口的輸入／輸出控制寄存器，使DSP芯片可以僅以兩個GPIO資源實現原本需要3個串口輸入／輸出功能相對應的6個中斷操作；采用NIOS II CPU進行多串口控制可以減少硬件調試時間，節(jié)約FPGA片內資源。不足之處是未實現串口波特率、數據位等實時配置。