数字信号处理器(Digital Signal Processor,简称DSP)是一种能够快速实现各种数字信号处理的高性能微处理器。由于其具有高性能、接口丰富以及配置灵活等特点,目前已广泛应用于通信、汽车电子、海量存储和消费类音频与视频等领域。随着DSP技术的迅猛发展,串行通信接口在DSP中扮演着越来越重要的角色。目前国内关于串口的研究一般是单一的同步或异步串口,而将同步和异步功能集成在一起的同/异步串口并不多见。同/异步串口(Synchronous/Asynchronous Serial Interface, SASI)具有功能丰富、可配置性强、兼容性好等特点。本文从32位高性能DSP系统出发,重点围绕DSP系统中同/异步串口的设计展开工作。先从同步模式和异步模式等方面对SASI串口的工作原理进行研究,并根据其所处的DSP系统环境,提出SASI串口的设计需求。采用自顶向下的VLSI设计方法,先从系统级对SASI进行分析与模块划分。然后对寄存器单元、时钟产生单元、发送模块和接收模块等功能模块分别进行RTL级设计,并给出详细的设计思想和实现方法。设计过程中,结合同步通信和异步通信的特点,合理的复用了两者的共同功能逻辑,使得同/异步串口的面积和功耗大大减少。另外,采用小数分频等技术极大地降低了串口的波特率误差。同时本文还总结出跨时钟域的信号同步处理技术以及低功耗设计策略在SASI中的体现等。文章分别从模块级、顶层级以及SOC系统级,对设计进行充分的仿真验证。最后在TSMC 65nm先进工艺库下,对设计进行逻辑综合与时序验证。结果表明,在时钟频率为200MHz下,SASI串口能够稳定工作,其面积为11,231μm~2,总功耗仅为507.9μW,很好的满足了设计要求。SASI的异步传输速率最大可以达到12.5 Mb/s,同步传输速率可达25Mb/s。其异步传输速率比国外同类设计提高了3倍,而同步传输速率与单一功能的高速同步串口相比还有一定的差距,但SASI串口比单一串口功能更丰富,这也说明了SASI串口在功能上的优势是以降低传输速率为代价的。另外,本文设计的SASI串口具有唤醒模式,能很好地支持多处理器间通信,为DSP与其他处理器间的通信提供了一种选择。目前,该SASI串口已经成功应用于32位高性能DSP中,且工作稳定。