随着半导体技术的发展,集成电路复杂度的不断增加,基于IP核的SoC设计正逐渐成为集成电路设计的主流技术。IP软核是IP核形式之一,它的灵活性高,在复杂IC设计中有很大优势。SoC系统的最大亮点是IP核的复用,如何提高IP核的质量和建立一套完整的IP核评测、认证体系是现在业内比较热点的研究方向。本文立足于自主研制的可重构媒体SoC芯片的系统功能需求,在详细研究了AMBA总线接口协议与UART接口协议的基础上,构建出可重构媒体SoC-UART控制器和APB桥功能结构。设计出的UART接口功能丰富多样,控制灵活,包括7种操作方式、4种数据格式、2种数据传输控制方式和3种传输结束控制方式等。详细设计实现了RTL级逻辑结构,包括波特率时钟产生、Modem接口、APB总线接口、数据收发、中断和DMA事件处理模块等。采用两级时钟分频算法实现了波特率时钟的产生;深入研究了接口时序约束对逻辑和电路设计的影响,设计出了Modem接口和APB总线接口;通过优化发送和接收状态机,达到了使用较少的逻辑资源实现了UART的数据收发功能。设计的APB桥完成了AHB传输协议向APB传输协议的转换,实现了低速外设与高速CPU之间的数据传输。在完成逻辑和电路设计后,本文深入研究了复杂芯片的模拟验证方法,完成了系统级和FPGA验证平台的搭建,基于此平台,完成了UART和APB桥功能和时序验证。针对UART设计,在FPGA平台上进行了多种板级测试。测试结果表明:UART控制器满足UART协议各项时序约束并留有余量,在典型情况下传输速率达到9600bps以上,能与多款UART接口芯片进行正确通信,可完成可重构媒体SoC应用中承担的软件升级等功能,达到了预期设计目标。