UART动态调整接收时钟

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一、UART接收模块误码率

由于发送端和接收端存在一定的频率误差，随着时间的推移，累计误差不断增加，从而产生亚稳态现象，会导致误码，因此需要对时钟做动态纠正

二、接收时钟动态纠正方法

接收模块当识别到起始位的时候，开始产生接收时钟，接收时钟的上升沿处于数据线正中间，因此每次接收新数据的时候，接收时钟都在数据稳定的中间附近进行采样，并且用的都是新时钟，规避累计误差。

2.1、过采样

完整代码详见：https://github.com/shun6-6/UART_Pro
注：代码为本人通过学习FPGA奇哥系列网课进行自主编写
想要识别起始位下降沿，需要采用过采样，即使用大于波特率的时钟进行识别起始位。
r_uart_rx_rst 为时钟分频模块的复位信号，当识别到起始位时，r_rx_overlock会拉低，复位取消，开始产生接收时钟，当一次数据接收完成时重新复位。
r_uart_overvalue 对接收的异步数据进行打拍，并以此判断起始位下降沿
r_rx_overlock 拉高表示当前已经已经识别到起始位

always@(posedge i_clk or posedge i_rst)begin
    if(i_rst)
        r_uart_rx_rst <= 1'd1;
    else if(!w_usr_rx_valid && r_usr_rx_valid_1d)
        r_uart_rx_rst <= 1'd1;
    else if(r_rx_overlock)
        r_uart_rx_rst <= 1'd0;
    else
        r_uart_rx_rst <= r_uart_rx_rst;
end

always@(posedge i_clk or posedge i_rst)begin
    if(i_rst)
        r_uart_overvalue <= 'd0;
    else if(!r_rx_overlock)
        r_uart_overvalue <= {r_uart_overvalue[1:0] , i_uart_rx};
    else
        r_uart_overvalue <=  3'b111;
end

always@(posedge i_clk or posedge i_rst)begin
    if(i_rst)
        r_uart_overvalue_1d <= 'd0;
    else
        r_uart_overvalue_1d <= r_uart_overvalue;
end

always@(posedge i_clk or posedge i_rst)begin
    if(i_rst)
        r_rx_overlock <= 'd0;
    else if(!w_usr_rx_valid && r_usr_rx_valid_1d)
        r_rx_overlock <= 'd0;
    else if(r_uart_overvalue == 3'b000 && r_uart_overvalue_1d != 3'b000)
        r_rx_overlock <= 1'b1;
    else
        r_rx_overlock <= r_rx_overlock;
end

always@(posedge i_clk or posedge i_rst)begin
    if(i_rst)
        r_usr_rx_valid_1d <= 'd0;
    else
        r_usr_rx_valid_1d <= w_usr_rx_valid;
end
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2.2、上板效果

误码率几乎为0