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FPGA的FIFO

article 2025/1/5 6:37:50

1，FPGA 使用的 FIFO 一般指的是对数据的存储具有先进先出特性的一个缓存器，常被用于数据的缓存或者高速异步数据的交互，也即所谓的跨时钟域信号传递。比如由于高速ADC的采样速度可能较高，所以将采集到的数据暂存FIFO，然后再读出进行数据处理。

2，FIFO 从输入时钟的角度来分，有两种类型：单时钟 FIFO（SCFIFO）和双时钟 FIFO（DCFIFO），其中双时钟 FIFO 又可从输出数据的位宽的角度分为普通双时钟（DCFIFO）和混合宽度双时钟 FIFO （DCFIFO_MIXED_WIDTHS）。

3，FPGA可以根据用户配置，生成FIFO，产生一个fifo.v 文件，生成的FIFO默认引脚如下图，后面我们就可以依据这些引脚来操作FIFO。

4，在双时钟 FIFO 的符号图中，位于图中上侧部分的以“data”和 “wr”开头的信号为与写相关的所有信号，位于中间部分的“q”和以“rd”开头的信号为与读相关的所有信号，位于底部的aclr为异步清零信号。

5，对于 FIFO 需要了解一些常见参数：

FIFO 的宽度： FIFO 一次读写操作的数据位 N ；

FIFO 的深度： FIFO 可以存储多少个宽度为 N 位的数据。

空标志：对于双时钟 FIFO 又分为读空标志 rdempty 和写空标志 wrempty 。 FIFO 已空或将要空时由 FIFO 的状态电路送出的一个信号，以阻止 FIFO 的读操作继续从 FIFO 中读出数据而造成无效数据的读出。

满标志：对于双时钟 FIFO 又分为读满标志 rdfull 和写满标志 wrfull 。 FIFO 已满或将要写满时由 FIFO 的状态电路送出的一个信号，以阻止 FIFO 的写操作继续向 FIFO 中写数据而造成溢出。

读时钟：读 FIFO 时所遵循的时钟，在每个时钟的上升沿触发。

写时钟：写 FIFO 时所遵循的时钟，在每个时钟的上升沿触发。


//wire define
wire wrreq ; // 写请求信号
wire [7:0] data ; // 写入 FIFO 的数据
wire wrempty ; // 写侧空信号
wire wrfull ; // 写侧满信号
wire wrusedw ; // 写侧 FIFO 中的数据量

wire rdreq ; // 读请求信号
wire [7:0] q ; // 从 FIFO 输出的数据
wire rdempty ; // 读侧空信号
wire rdfull ; // 读侧满信号
wire rdusedw ; // 读侧 FIFO 中的数据量