UART基础与面试问题

littbi

经过一段时间的秋招，发现uart协议经常被问到，可能是我简历上提了一笔的原因，但对于数字IC的面试者来说，也是体现基础的一个方面，所以总结了一些关于uart的基础知识，以及面试过程中可能问到的方面。

UART：通用异步收发器，是实现设备之间低速数据通信的标准协议。

UART一帧由起始位、数据位、校验位和停止位组成，数据传输方式是单bit逐位传输               

       起始位：UART中是根据高低电平判断是否开始一帧数据的传输和结束的，UART在空闲的时候一直是高电平（逻辑1），当需要传输数据时，发送一个起始位，也就是一个低电平，接收方从一段高电平之后采集到低电平，就说明将要进行数据传输了。

       数据位：接收到低电平起始位后，后面就是数据位这个数据位可以是5、6、7或8位，数据是从低位（LSB）到高位（MSB）进行传输的，但是在传输前，接受方和发送方需要定义一致的数据位宽，即明确是多少位，否则会导致数据的错误传输。

       校验位：这个位数是可选项，如果担心数据在传输过程中会收到干扰，那么最好在代码中添加，否则就不需要；但也有一个缺点，如果是偶数个bit收到影响进行了翻转，那么这个是检测不出来的，为什么呢？奇偶检验的公式如下：

可以做如下假设：对八位数据8’b55（8’b0101_0101）进行传输中其中两位发生了翻转变成了8’b56(8’b0101_0110)，奇偶检验位的结果是不变，但数据已经发生了改变；

解决方法：接受方在接收数据的时候，要保证采集到的是可靠的数据，采集方法后面再说。

停止位：顾名思义，就是停止本次传输；发送方会发送1~2个bit的高电平；接受发接收到了之后，后面就会进入空闲状态。

空闲：这个时候发送方一直给接收方发送高电平；接受方等着发送方发送低电平开始下一次数据传输。

还有一个重要方面就是波特率；

波特率：位每秒（bps），传输每一个位所占用的时间。而每一帧的传输最少有7位（一位停止位，五位数据位，一位停止位）；所以每次的传输速度需要用波特率/每帧的位数。

uart接受方和发送方需要统一定义一致的波特率，如果是自己conding 接收方和发送方，波特率可以随便选，10000bps都可以；但是在工程应用中，波特率为固定的几个波特率：如9600bps或115200bps等。

接下来列出三种常见的帧格式：

1、无奇偶检验位，八位数据位和一位停止位

2、八位数据位，偶校验，一位停止位；（数据位有偶数个1，所以偶检验位是0）

3、八位数据位，奇校验，一位停止位；（数据位有偶数个1，所以奇检验位是1）

面试问到的问题（以下问题不是出自一个面试官，而是多个，我只是列出所有问过的）：

1、UART是如何判断什么时候是在传输数据，什么时候停止

2、UART有几根线，分别是什么意思（这个是谈我们平时连接设备的接口，不是代码接口）

3、你有使用过UART吗？在什么情景下使用的

4、UART的奇偶校验位是怎么判断的，能保证完全正确吗？怎么保证传输的数据是可靠的

5、谈一下你对UART协议的了解，发送和接受分别需要怎么做

6、发送发和接受发的波特率不同可以传输吗？

innovation

很感兴趣题1、题4你的面试官是咋个点评、讲解你的答案的？

舀二两爱

mark！