UART Lite 与 UART的区别与应用

UART Lite 是标准 UART（Universal Asynchronous receiver-transmitter，通用异步收发器）的简化版本，两者在功能、资源占用和应用场景上有显著区别。以下是具体对比：

1. 功能特性

特性	标准 UART	UART Lite
核心功能	完整的异步串行通信（收发数据）	仅保留基本收发功能
硬件流控制	支持 RTS/CTS 流控制	通常不支持
FIFO 缓冲	较大缓冲（如 16/64/128 字节）	无或极小缓冲（如 1-8 字节）
波特率灵活性	支持高波特率（如 3Mbps 以上）	波特率范围有限（如最高 115.2kbps）
中断/DMA 支持	支持中断、DMA 传输	可能仅支持轮询（Polling）模式
错误检测	支持奇偶校验、帧错误检测等	可能省略部分错误检测功能

2. 资源占用

指标	标准 UART	UART Lite
逻辑资源	占用较多 FPGA/ASIC 逻辑单元	高度精简，逻辑资源占用极少
功耗	较高（因复杂功能）	极低
代码/驱动体积	驱动复杂，代码量较大	驱动简单，代码量极小

3. 应用场景

场景	标准 UART	UART Lite
目标设备	高性能 MCU、复杂系统	资源受限的 MCU、FPGA、低功耗设备
典型用途	高速数据传输、多设备通信	调试接口、简单传感器通信
系统复杂度	适合 RTOS 或 Linux 等复杂系统	适合裸机（Bare-metal）或轻量 RTOS

4. 性能与复杂度

• 标准 UART

  • 支持高波特率、大数据量传输，依赖 FIFO 缓冲减少 CPU 中断频率。
  • 功能完善，适合工业通信、多设备网络等场景。

• UART Lite

  • 波特率低，无缓冲或极小缓冲，需频繁处理数据（可能占用 CPU）。
  • 牺牲性能换取极简设计，适用于低速、低频次通信（如发送调试日志）。

5. 典型实现案例

• 标准 UART

  • STM32 的 USART 模块、Xilinx AXI UART。
  • 支持全双工、DMA、多从机通信。

• UART Lite

  • Xilinx 的 UART Lite IP 核（专为 FPGA 优化）。
  • 开源 RISC-V 项目中的精简 UART（如 SiFive 的 QEMU 仿真 UART）。

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总结：如何选择？

• 选标准 UART：需要高速、稳定、多功能的串口通信（如工业控制）。
• 选 UART Lite：资源紧张、仅需基础通信（如 FPGA 调试、传感器读数）。

两者的核心差异在于 功能完整性 与 资源占用 的权衡，具体选择需结合项目需求和硬件条件。