Návrh a verifikace periférie USART

Abstract

Tato diplomová práce představuje teoretický úvod do sériového komunikačního protokolu USART, nezbytné části návrhu hardwaru, paralelní komunikační protokol AMBA APB a objektově orientovanou verifikaci s použitím UVM a UVMF. Periferní zařízení je navrženo tak, aby bylo parametrizovatelné a konfigurovatelné. Návrh zahrnuje podporu nastavitelných přenosových rychlostí, volitelnou délku datového slova, řízení parity a flexibilní nastavení stop bitů. Mezi další funkce patří možnost volby synchronního nebo asynchronního komunikačního režimu, plný nebo poloviční duplex, podpora DMA (Direct Memory Access), výstupy přerušení a ostatní. Výsledky práce zahrnují architekturu hardwarového návrhu USART, specifikaci návrhu, architekturu verifikačního prostředí, postup verifikace, výsledky syntézy a pokrytí.

This master’s thesis presents a theoretical introduction to the USART serial communication protocol, necessary hardware design parts, AMBA APB parallel communication protocol, and object-oriented verification using UVM and UVMF. The USART peripheral device is designed to be parameterizable and configurable. The design includes support for adjustable baud rates, selectable data word length, parity control, and flexible stop bit settings. Additional features include the ability to select synchronous or asynchronous communication mode, full or half duplex, DMA (Direct Memory Access) support, interrupt outputs, and others. The thesis results include a USART hardware design architecture, design specification, a verification environment architecture, verification flow, synthesis and coverage results.