转自http://ninghechuan.com 异步FIFO有两个异步时钟,一个端口写入数据,一个端口读出数据.通常被用于数据的跨时钟域的传输. 同步FIFO的设计.一个时钟控制一个计数器,计数器增加(只写不读),计数器减少(只读不写),计数器保持(不写不读).计数器为0时,FIFO空,计数器为你定义的最大值,FIFO为满.貌似较容易设计. 很遗憾的是,异步FIFO并不能用这样的思想,因为异步FIFO有两个时钟,并没有办法控制一个计数器读写操作.只能分开读写计数器,通过比较读写指针的值来判断空

今天要介绍的异步FIFO,可以有不同的读写时钟,即不同的时钟域.由于异步FIFO没有外部地址端口,因此内部采用读写指针并顺序读写,即先写进FIFO的数据先读取(简称先进先出).这里的读写指针是异步的,处理不同的时钟域,而异步FIFO的空满标志位是根据读写指针的情况得到的.为了得到正确的空满标志位,需要对读写指针进行同步.一般情况下,如果一个时钟域的信号直接给另一个时钟域采集,可能会产生亚稳态,亚稳态的产生对设计而言是致命的.为了减少不同时钟域间的亚稳态问题,我们先对它进行两拍寄存同步,如图1所示

参考http://www.cnblogs.com/BitArt/archive/2013/04/10/3010073.html http://blog.sina.com.cn/s/blog_6d30f67301017tv7.html 二进制到格雷码的转换: 自然二进制数转换到格雷码------------设有 N 位二进制数 B(i),其中 0 <= i <= N - 1:它可以变换成为同样位数的格雷码 G(i).二进制数与格雷码的转换公式如下: G(i) = B(i+1) XOR B(i)

本文首先对异步 FIFO 设计的重点难点进行分析 最后给出详细代码 一.FIFO简单讲解 FIFO的本质是RAM, 先进先出 重要参数:fifo深度(简单来说就是需要存多少个数据)               fifo位宽(每个数据的位宽) FIFO有同步和异步两种,同步即读写时钟相同,异步即读写时钟不相同 同步FIFO用的少,可以作为数据缓存 异步FIFO可以解决跨时钟域的问题,在应用时需根据实际情况考虑好fifo深度即可 本次要设计一个异步FIFO,深度为8,位宽也是8. 代码是学习Simu

异步FIFO中,空满信号该如何产生呢? 在复位的时候,读指针和写指针相等,读空信号有效(这里所说的指针其实就是读地址.写地址)当读指针赶上写指针的时候,写指针等于读指针意味着最后一个数据被读完,此时读空信号有效.写满信号:当写指针比读指针多一圈时,写指针等于读指针意味着写满了,此时写满信号有效. 问题a:我们会发现 读空的条件是写指针等于读指针,写满的条件也是写指针等于读指针,到底如何区分呢? 解决办法:将指针的位宽多一位,表示读写指针是否在同一轮,注意我们这里讨论的是2进制递增数. 举个例子说

本文首先对异步 FIFO 设计的重点难点进行分析 最后给出详细代码 一.FIFO简单讲解 FIFO的本质是RAM, 先进先出 重要参数:fifo深度(简单来说就是需要存多少个数据)               fifo位宽(每个数据的位宽) FIFO有同步和异步两种,同步即读写时钟相同,异步即读写时钟不相同 同步FIFO用的少,可以作为数据缓存 异步FIFO可以解决跨时钟域的问题,在应用时需根据实际情况考虑好fifo深度即可 本次要设计一个异步FIFO,深度为8,位宽也是8. 代码是学习Simu

异步FIFO总结 异步FIFO的基本概念 异步FIFO读写分别采用相互异步的不同时钟,使用异步FIFO可以在两个不同时钟系统之间快速而方便地传输实时数据 FIFO的常见参数 FIFO的宽度:即FIFO一次读写操作的数据位: FIFO的深度:指的是FIFO可以存储多少个N位的数据(如果宽度为N). 满标志:FIFO已满或将要满时由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(overflow). 空标志:FIFO已空或将要空时由FIFO的状态电路送出的一

异步FIFO简介 异步FIFO(First In First Out)可以很好解决多比特数据跨时钟域的数据传输与同步问题.异步FIFO的作用就像一个蓄水池,用于调节上下游水量. FIFO FIFO是一种先进先出的存储结构,其与普通存储器的区别是,FIFO没有读写地址总线,读写简单,但相应缺点是无法控制读写的位置,只能由内部的读写指针自动加,顺序读写数据.FIFO示意图如下: 图1 如图1所示,输入信号有读写时钟.读写复位信号.读写使能信号.写数据:输出信号有空满信号.读数据. 异步时序电路 异步

现在开始对上一篇博文介绍的异步FIFO进行功能验证,上一篇博文地址:http://blog.chinaaet.com/crazybird/p/5100000872 .对异步FIFO验证的平台如图1所示. 图1  异步FIFO验证平台 其中,clock为时钟生成器,asyn_fifo_if为产生异步FIFO读写命令的模块,asyn_fifo为异步FIFO设计模块. 验证顶层模块testbench的代码如下所示: /*******************************版权申明*******

由于设计的时候读写指针用了至少两级寄存器同步,同步会消耗至少两个时钟周期,势必会使得判断空或满有所延迟,这会不会导致设计出错呢? 异步FIFO通过比较读写指针进行满空判断,但是读写指针属于不同的时钟域,所以在比较之前需要先将读写指针进行同步处理. 将写指针同步到读时钟域再和读指针比较进行FIFO空状态判断,因为在同步写指针时需要时间,而在这个同步的时间内有可能还会写入新的数据,因此同步后的写指针一定是小于或者等于当前实际的写指针,所以此时判断FIFO为空不一定是真空,这样更加保守,一共不会出现空

在传递读写时钟域的指针使用格雷码来传递,如何把二进制转换为格雷码,格雷码是如何判断读空写满呢? 二进制码转换成二进制格雷码,其法则是保留二进制码的最高位作为格雷码的最高位,而次高位格雷码为二进制码的高位与次高位相异或,而格雷码其余各位与次高位的求法相类似. 这样就可以实现二进制到格雷码的转换了,总结就是移位并且异或,verilog代码实现就一句:assign wgraynext = (wbinnext>>1) ^ wbinnext. 因为格雷码与二进制计数的有区别,我们可以得出以下的结论: 当

FPGA Asynchronous FIFO设计思路 将一个多位宽,且在不停变化的数据从一个时钟域传递到另一个时钟域是比较困难的. 同步FIFO的指针比较好确定,当FIFO counter达到上限值时候,FIFO为满,当FIFO counter为0时,FIFO为空. 异步FIFO有writer pointer 和 read pointer两个指针,writer pointer 总是指向下一个要被写入的位置,read pointer 总是指向下一个将被读出的数据.没有必要使用这样一种机制:接受端的

感谢 知乎龚大佬 打杂大佬 网上几个nice的博客(忘了是哪个了....) 前言 虽然FIFO都有IP可以使用,但理解原理还是自己写一个来得透彻. 什么是FIFO? Fist in first out.先入先出的数据缓存器,没有外部读写地址线,可同时读写. 规则:永远不要写一个已经写满了的fifo. 永远不要读一个读空了的fifo. FIFO种类? 同步FIFO和异步FIFO. 同步FIFO只有一个时钟,也就是说写端和读端的时钟是一毛一样的. 异步FIFO读端和写端两个时钟则是不一样的.包括同频

 一.分析 由于是异步FIFO的设计,读写时钟不一样,在产生读空信号和写满信号时,会涉及到跨时钟域的问题,如何解决? 跨时钟域的问题:由于读指针是属于读时钟域的,写指针是属于写时钟域的,而异步FIFO的读写时钟域不同,是异步的,要是将读时钟域的读指针与写时钟域的写指针不做任何处理直接比较肯定是错误的,因此我们需要进行同步处理以后仔进行比较 解决方法:加两级寄存器同步 + 格雷码(目的都是消除亚稳态)   1.使用异步信号进行使用的时候,好的设计都会对异步信号进行同步处理,同步一般采用多级D触发器

之前做LDPC编码器时,学习了一下异步FIFO的相关知识,主要参考了http://www.cnblogs.com/aslmer/p/6114216.html,并在此基础上根据项目需求,添加了一个读控制模块.因为后面编码模块的需要,因此fifo_in模块要求满足下面功能: a.存储输入数据 b.当fifo中存储数据的个数达到x时,产生激励信号,并连续输出这x个数据 c.当后面编码模块处于编码过程中时,禁止数据输出 d.x是根据不同编码码率而确定的,因此要时常变化(这个功能时联合其他模块共同实现的)

本文大部分内容来自Clifford E. Cummings的<Simulation and Synthesis Techniques for Asynchronous FIFO Design>,同时加上一些自己的一些理解,有兴趣的朋友可以阅读原文. 一.FIFO简介 FIFO是英文First In First Out 的缩写,是一种先进先出的数据缓存器,它与普通存储器的区别是没有外部读写地址线,这样使用起来非常简单,但缺点就是只能顺序写入数据,顺序的读出数据,其数据地址由内部读写指针自动加1完

计算FIFO深度是设计FIFO中常遇到的问题.常识告诉我们,当读速率慢于写速率时,FIFO便可被用作系统中的缓冲元件或队列.因此FIFO的大小基本上暗示了所需缓存数据的容量,该容量取决于读写数据的速率.据统计,系统的数据速率取决于系统的负载能力.因此为了保证FIFO的大小,我们需要考虑FIFO传输的最坏情况下.所谓最坏的情况就是使得写速率最大,读速率最小:通常是考虑突发传输. 一.异步FIFO最小深度计算原理 如果数据流连续不断则FIFO深度无论多少,只要读写时钟不同源同频则都会丢数:FIFO用

这几天看了Clifford E. Cummings的两篇大作<Simulation and Synthesis Techniques for Asynchronous FIFO Design>and <Simulation and Synthesis Techniques for Asynchronous FIFO Design with Asynchronous Pointer Comparisons>颇有感想,真可谓经典之作,不可错过. 1．什么是FIFO? FIFO是英文Fi

参考以下帖子: https://blog.csdn.net/hengzo/article/details/49683707 https://blog.csdn.net/Times_poem/article/details/51917648 https://www.cnblogs.com/aslmer/p/6114216.html https://www.cnblogs.com/ylsm-kb/p/9068449.html https://blog.csdn.net/Pieces_thinking

参考:https://www.cnblogs.com/aslmer/p/6114216.html 文章:Simulation and Synthesis Techniques for Asynchronous Asynchronous FIFO Design 异步FIFO的读写指针 写指针 写指针指向当前将要写入数据的位置,复位之后,读写指针被置零. 执行写操作的时候,向写指针指向的存储区写入数据,之后写指针加1,指向接下来要被写入数据的位置. On a FIFO-write operation