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同步FIFO和异步FIFO

1.定义   FIFO是英文First In First Out 的缩写,是一种先进先出的数据缓存器,他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...另外对于不同宽度的数据接口也可以用FIFO,例如单片机位8位数据输出,而 DSP可能是16位数据输入,在单片机与DSP连接时就可以使用FIFO来达到数据匹配的目的。   ...FIFO的分类根均FIFO工作的时钟域,可以将FIFO分为同步FIFO和异步FIFO。同步FIFO是指读时钟和写时钟为同一个时钟。在时钟沿来临时同时发生读写操作。...这种方法思路非常明了,为了比较不同时钟产生的指针,需要把不同时钟域的信号同步到本时钟域中来,而使用Gray码的目的就是使这个异步同步化的过 程发生亚稳态的机率最小,而为什么要构造一个N+1的指针,Clifford...2,同步器的实现应使得所有输入来自同一个时钟域,而使用另一个时钟域的异步时钟信号采样数据。   3,面向时钟信号的命名方式可以帮助我们确定那些在不同异步时钟域间需要处理的信号。

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Linux进程间通信--管道(pipe和fifo)

那么在使用pipe通信的时候可能会遇到以下的几种情况: 1. 当读管道时,如果管道中没有数据,则会阻塞,直到管道另一端写入数据。           2....另一个读进程就会阻塞在那里,那么如果设置了O_NONBLOCK参数,该进程就不会阻塞在那里,会返回-1,并设置errno为EAGAIN,可以用goto语句或者while循环实现,那么设置O_NONBLOCK使用...fifo        fifo用来创建一个命名管道,可以解决非血缘关系的进程间通信,它的底层的实现原理和匿名管道相同,只不过是生成了一个可见的管道文件。...因为这个管道有一个所有进程都可以访问到的管道文件,所以fifo叫做命名管道,那么同理,pipe就只能通过fork的方式来复制文件描述符表来共享管道,而其他的进程却访问不到,所以叫做匿名管道。        ...下面也通过代码,来简单的实现一下fifo的效果,这里我提前用mkfifo的命令来创建了一个管道文件,当然也可以在代码中使用mkfifo函数来创建,先来看一下写操作的进程的代码: #include <stdio.h

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FIFO系列(三):fifo与格雷码以及异步fifo设计

本系列分为以下部分: 1、FIFO深度计算 2、同步fifo设计 3、fifo与格雷码以及异步fifo设计 计划分三次更新完毕,本次为本系列终结篇! 本次增加异步FIFO设计,异常有趣!...1、格雷码是什么 英文名Grey Code,在一组数的编码中,任意的两个相邻的代码只有一位二进制数不同,即为格雷码,常用于异步操作中,比如异步fifo,读数据侧使用数据读取时钟,写数据侧使用数据写入时钟...而使用二进制时,若当前状态为0001跳转到0010,可能会检测到0000或者0011,因为不确定谁先变化,导致状态跳转错误。 2、格雷码的优势 (1)、降低亚稳态的发生概率。...十进制计数容易产生毛刺,多个bit变化容易导致潜在的竞争和冒险,异步操作时使用格雷码可有效消除竞争和冒险,比如异步fifo,当发生状态跳转时,只会有一位会发生变化,可有效降低由于建立时间和保持时间导致的误差...; //fifo传入的地址 wire [ADDR_WIDTH-1:0]fifo_exit_addr; //fifo输出的地址 /* 关于为什么binary下的地址宽度大一位,是因为要转化为格雷码

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FIFO系列(一):FIFO深度计算

本系列分为以下部分: 1、FIFO深度计算 2、同步fifo设计 3、fifo与格雷码 计划分三次更新完毕,本次为FIFO深度计算。...FIFO最小深度计算背景 当异步FIFO读写端口的throught-put(吞吐量)不同时,会遇到数据丢失的问题,需要考虑FIFO中的深度问题,即为满足读写流畅不卡顿(数据不丢失)时,FIFO的deepth...FIFO主要是用于数据的缓存,用在读慢写快的场景下。异步FIFO读写不同频,选用的FIFO要能够在极端的情况下仍然能够保证数据的不溢出。...倘若写快读慢的场景下,写数据流是连续的,那再大的FIFO都会有写满的时候,因此无法避免数据的溢出。 当写快读慢时,FIFO便可被用作系统中元件或队列。...因此FIFO的大小其实也就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,需要考虑FIFO传输的最坏情况。

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异步fifo简介_异步fifo时序

一、概述 在大规模ASIC或FPGA设计中,多时钟系统往往是不可避免的,这样就产生了不同时钟域数据传输的问题,其中一个比较好的解决方案就是使用异步FIFO来作不同时钟域数据传输的缓冲区,这样既可以使相异时钟域数据传输的时序要求变得宽松...此文内容就是阐述异步FIFO的设计。...本文采用比较读写指针来判断FIFO的空满,如果FIFO的深度是n-1位线所能访问到的地址空间,那么此设计所要用的指针位宽就比实际多出一位,也就是n位,这样做有助于判断FIFO是空还是满。...,读写指针全部清零;另一种情况是在FIFO不为空时,数据读出的速率快于数据写入的速率,读地址赶上写地址时FIFO为空。...但是如果地址的宽度和FIFO实际深度所需的宽度相等,某一时刻读写地址相同了,那FIFO是空还是满就难以判断了。

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异步FIFO设计

概述 前面提及到同步FIFO的设计,同步FIFO。...---- 异步FIFO常见问题 好的FIFO设计的基本要求是写满而不溢出,读空又不多读。...在上图中,每次地址变化都会存在中间不稳定态,不稳定态的大小和时长则和变化的位数相关,在二进制数值的递增中,一般存在两位甚至更多位数值的变化,这将导致更大的不稳定态,为了减少这种影响,我们推荐使用格雷码。...本文采用比较读写指针来判断FIFO的空满,如果FIFO的深度是n-1位线所能访问到的地址空间,那么此设计所要用的指针位宽就比实际多出一位,也就是n位,这样做有助于判断FIFO是空还是满。...另一种情况是在FIFO不为空时,数据读出的速率快于数据写入的速率,读地址赶上写地址时FIFO为空。

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FIFO原理

FIFO(First Input First Output),即先进先出队列。在超市购物之后会提着我们满满的购物车来到收银台排在结账队伍的最后,眼睁睁地看着前面的客户一个个离开。...图1 先进先出队列FIFO是队列机制中最简单的,每个接口上都存在FIFO队列,表面上看FIFO队列并没有提供什么QoS(Quality of Service,服务质量)保证,甚至很多人认为FIFO严格意义上不算做一种队列技术...,实则不然,FIFO是其它队列的基础,FIFO也会影响到衡量QoS的关键指标:报文的丢弃、延时、抖动。...先进先出(FIFO)置换算法  这是最早出现的置换算法。该算法总是淘汰最先进入内存的页面,即选择在内存中驻留时间最久的页面予以淘汰。...fifo = new FIFO();for(int i=0; i《iter.length; i++) {fifo.trans(iter[i]);fifo.showMemoryBlock();System.out.println

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异步FIFO

异步FIFO简介 结构框图 image.png 如上图所示的同步模块synchronize to write clk,其作用是把读时钟域的指针rptr采集到写时钟wr_clk域,然后和写时针wptr...写满、读空 当FIFO为满或为空时,写入指针和读取指针都是相等的。但我们需要将“满”与“空”区分,当FIFO工作时,写指针在前,读指针紧跟写指针。...当FIFO为满时,写指针往前移动,返回并等于后面紧跟的读指针,这就是所谓的套圈。这个时候我们再增加1bit给读写指针,可以通过这个bit为0还是1来显示“满”或“空”。...跨时钟域的同步解决 读时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。...,宽度8,深度16,地址4bit,多加1bit判断空满 顶层模块fifo.v module fifo #(parameter DSIZE=8, parameter ASIZE=4) ( output

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异步fifo深度计算_异步fifo verilog

与同步FIFO相同,异步FIFO也主要由五大模块组成,不同的是,异步FIFO的读写逻辑控制还包括了格雷码转换和时钟同步部分:     (1)、 FIFO写逻辑控制——产生FIFO写地址、写有效信号,...同时产生FIFO写满、写错等状态信号;     (2)、 FIFO读逻辑控制——产生FIFO读地址、读有效信号,同时产生FIFO读空、读错等状态信号;     (3)、 时钟同步逻辑——通过两级...如下如图所示: 因此用格雷码判断是否为读空或写满时应使用理论 2,看最高位和次高位是否相等,具体如下: 当最高位和次高位相同,其余位相同认为是读空 当最高位和次高位不同,其余位相同认为是写满...将同步后的写指针与读时钟域的读指针进行比较产生读空信号   (2)将读时钟域的读指针同步到写时钟域,将同步后的读指针与写时钟域的写指针进行比较产生写满信号 如果直接用二进制编码的读写指针去完成上述的两种同步是不行的,使用格雷码更合适..., r_fifo_full , fifo_wr_data, fifo_rd_clk , fifo_rd_en , fifo_rd_data, r_fifo_empty

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异步FIFO理解

一、异步FIFO与同步FIFO的区别 异步FIFO通常用于时钟域的过渡,是双时钟设计,即FIFO工作于独立的两个时钟之间,也就是读写时钟域不同。...二、难点及解决方法 一是如何同步异步信号以及处理亚稳态问题;针对这一难点,采用的是使用格雷码指针和二进制指针及握手信号。...针对这一难点,利用读写指针相互比较产生空/满标志,采用两种方法来辨别空/满两种状态: 一种是在读写地址前加一位附加位,通过附加位来辨别空/满状态;(本文使用该种方法,其实两种归根结底就是加一个标志)...( rdata, // Data path from FIFO rempty, // Flag asserted high for empty stack wfull..., // Flag asserted high for full stack wdata, // Data path into FIFO winc,wclk,wrst_n,

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FIFO、UART、ALE解释

FIFO存储器 FIFO是英文First In First Out 的缩写,是一种先进先出的数据缓存器。   ...在系统设计中,以增加数据传输率、处理大量数据流、匹配具有不同传输率的系统为目的而广泛使用FIFO存储器,从而提高了系统性能。...FIFO存储器是一个先入先出的双口缓冲器,即第一个进入其内的数据第一个被移出,其中一个存储器的输入口,另一个口是存储器的输出口。对于单片FIFO来说,主要有两种结构:触发导向结构和零导向传输结构。...触发导向传输结构的FIFO是由寄存器阵列构成的,零导向传输结构的FIFO是由具有读和写地址指针的双口RAM构成 UART是一种通用串行数据总线,用于异步通信。...在没有接外部存储器时,可以将该引脚的输出作为时钟信号使用。   也可作访问外部存储器用的,比如RAM、ROM。

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异步FIFO设计

一般的信号仅需要二级同步器,高速信号一般使用三级同步器。...5.实现细节 5.1.写FIFO部分 写FIFO部分包括以下几个组件: 同步器:将读指针从读时钟域同步到写时钟域,使用两级同步器 写指针:指示写入地址的指针,当满信号拉低且写请求拉高时加1 写指针二进制转格雷码...full_gen.png 当一次写请求使FIFO满时,由于写请求发生,因此使用next_write_point_gray进行判满操作,此时该信号与read_point_gray相等,因此在下一个时钟周期...下一个时钟周期,无写请求发生,因此使用write_point_gray进行判满操作,此时write_point_gray更新后与read_point_gray相等,保持fifo满状态(图中e,d->f)...fifo_full) 5.2.读FIFO部分 读FIFO部分包括以下几个组件: 同步器:将写指针从写时钟域同步到读时钟域,使用两级同步器 读指针:指示读取地址的指针,当空信号拉低且读请求拉高时加1 读指针二进制转格雷码

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FIFO解析攻略

FIFO关心的就是队列长度问题,队列长度会影响到时延、抖动、丢包率。因为队列长度是有限的,有可能被填满,这就涉及到该机制的丢弃原则,FIFO使用Tail Drop机制。...另外对于不同宽度的数据接口也可以用FIFO,例如单片机位8位数据输出,而DSP可能是16位数据输入,在单片机与DSP连接时就可以使用FIFO来达到数据匹配的目的。...其中的一个方法就是使用格雷码。格雷码在相邻的两个码元之间只由一位变换(二进制码在很多情况下是很多码元在同时变化)。这就会避免计数器与时钟同步的时候发生亚稳态现象。...第二就是使用冗余的触发器,假设一个触发器发生亚稳态的概率为P,那么两个级联的触发器发生亚稳态的概率就为P的平方。但这会导致延时的增加。...当指针完全相等时,FIFO为空。这也许不容易看出。 举个例子说明一下: 一个深度为8字节的FIFO怎样工作(使用已转换为二进制的指针)。

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