基于FPGA的HDLC协议实现.pdf

第卷第期电子器件
323Vol.32No.3
2009年6月ChineseJournalOfElectronDevicesJun.2009

ImplementationofHDLCProtocolBasedonFPGA

LIUYanjun1,YANHaixia2,HEXin3
1.ChangchunInstituteofOptics,FineMechanicsandPhysics,ChineseAcademyofSciences,Changchun130033,China;
2.JiLinUniversityElectronicDepartment,Changchun130012,China

Abstract:Inordertoimplementhighspeedserialcommunication,acommunicationinterfaceofRS485bus
isdesignedbasedonFPGA.BetweenFPGAandDSP,therearetwoFIFOcache,thecommunicationdata
areexchangedbyDSPdatabus.ThePCBcardwhichiscenteredbytheDSPandFPGA,andprogramsthe
HDLCprotocolwithVHDLaredesigned.Experimentresultsshowthatthecommunicationspeedcan
reach1Mbit/s,andthesystemworksstablewithouterror.
Keywords:FPGA;RS485;DSP;HDLC
EEACC:6150

基于FPGA的HDLC协议实现

刘岩俊1,闫海霞2,何昕13

(1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,长春130033;2.吉林大学电子学院,长春130012)

摘要:为了实现高速串行通讯,设计了基于FPGA的RS485总线的通讯接口,FPGA与DSP之间采用双FIFO进行数据缓
存,并且通过DSP总线与DSP进行数据交换;开发了以FPGA和DSP为核心的原理图与印制电路板,使用VHDL语言开发
了HDLC通讯协议的控制时序。实验结果表明:系统的持续存储速度可以达到1Mbit/s,工作稳定可靠,没有丢帧、串帧等丢
失数据现象。
关键词:FPGA;RS485;DSP;HDLC
中图分类号:TN409文献标识码:A文章编号:100529490(2009)0320707204

高级数据链路控制(High2LevelDataLinkDataLinkControl)。
Control简称HDLC),是一个在同步网上传输数RS485是典型的串行通讯标准,具有良好的抗
据、面向比特的数据链路层协议,它是由国际标准化噪声干扰性,长的传输距离和多站能力等优点就使
组织(ISO)根据IBM公司的SDLC(Synchronous其成为首选的串行接口。
DataLinkControl)协议扩展开发而成的。七十年可编程逻辑阵列FPGA技术取得了迅速发展,
代初,IBM公司率先提出了面向比特的同步数据链目前Xilinx公司Virtex系列器件可提供八百万“系
路控制规程SDLC(SynchronousDataLinkCon2统门”,并且还提供PowerBC、大容量存储器、时钟
trol)。随后,ANSI和ISO均采纳并发展了SDLC,管理等功能,并且广泛应用于各个领域的设计
并分别提出了自己的标准:ANSI的高级通信控制中[123]。本文使用FPGA实现了HDLC协议,并且
过程ADCCP(AdvancedDataControlProcedure),使用RS485的全双工工作模式,实现的1Mbit/s串
ISO的高级数据链路控制规程HDLC(High2level行通讯,提高系统的工作效率。

收稿日期:2008212217
作者简介:刘岩俊(19782),男,助理研究员,博士,主要研究方向是光电测量,[e-mail];
闫海霞(19772),女,讲师,博士,主要研究方向是信号处理;
何昕(19662),男,研究员,博士生导师,主要研究方向是光电测量、数字图像处理,SPIE、中国光学协会会员
电子器件第32卷

1HDLC原理

HDLC协议中每个帧前、后均有一标志码
01111110(FLAG),用作帧的起始、终止指示及帧的
同步。标志码不允许在帧的内部出现,以免引起歧
义。为保证标志码的唯一性但又兼顾帧内数据的透
明性,采用“0bit插入法”来解决。该法在发送端监
视除标志码以外的所有字段,当发现有连续5个“1”图1系统硬件结构图
出现时,便在其后添插一个“0”,然后继续发后继的