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【FPGA——基础篇】同步FIFO与异步FIFO——Verilog实现「建议收藏」

分类: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。...若输入输出总线为同一时钟域,FIFO只是作为缓存使用,用同步FIFO即可,此时,FIFO在同一时钟下工作,FIFO的写使能、读使能、满信号、空信号、输入输出数据等各种信号都在同一时钟沿打入或输出。...若输入输出为不同时钟域,FIFO作时钟协同作用,需要采用异步FIFO,此时,FIFO在读与写分别在各自时钟下工作,FIFO的写使能、写满信号、输入数据等各种输入信号都在同一输入时钟沿打入或输出。...换一种描述方法: verilog代码实现就一句:assign gray_code = (bin_code>>1) ^ bin_code; (2)在格雷码域如何判断空与满?...和被同步到读时钟域的写指针rd2_wp每一位完全相同;   判断写满时:需要写时钟域的格雷码wgray_next和被同步到写时钟域的读指针wr2_rp高两位不相同,其余各位完全相同; (3)Verilog实现

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同步FIFO和异步FIFO总结

FIFO设计 5.1 空满标志生成 5.2 异步FIFO的设计还要注意跨时钟域问题 5.3 gray码如何判断空满 `6. 同步FIFO实现` 7. 异步FIFO实现 8....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)。...FIFO设计 5.1 空满标志生成 FIFO设计的关键是产生可靠的FIFO读写指针和生成FIFO空/满状态标志。...同步FIFO实现 参考链接:https://blog.csdn.net/HengZo/article/details/49683707 代码的核心部分主要是data_count,并且full 信号是当...异步FIFO实现 设计难点: 跨时钟域数据比较,需要用到同步器,减少亚稳态的传递 用到gray码,进一步减少亚稳态的产生 gray码相等信号的比较 空:两个gray码相等 满:高两位相反,其余位相同。

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异步FIFO_Verilog实现「建议收藏」

异步FIFO_Verilog实现 概述: FIFO本质上还是RAM,是一种先进先出的数据缓存器(先存入的数据先取出)。...文章目录 1、FIFO的原理简介 2、FIFO空、满信号的检测 3、二进制至格雷码的转换 4、异步FIFO Verilog代码实现 ---- 1、FIFO的原理简介   FIFO简单的说就是数据先进先出的存储器...2、FIFO空、满信号的检测   FIFO的主要是通过空(empty)信号、满信号(full)来控制数据的读写的,如果FIFO为空还读取数据势必会出现数据的错误,FIFO已满再写数据就会导致FIFO溢出同样会导致数据出错...Verilog代码实现 代码注意: 读指针同步到写时钟域、写指针同步到读时钟域时要通过两级D触发器来进行同步处理。...异步FIFO Verilog实现代码: module top # ( parameter FIFO_DEPTH = 8, parameter FIFO_WIDTH = 16 ) ( input

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Linux进程间通信--管道(pipe和fifo)

通过管道来实现进程间的通信的方法很经典,因为多个进程共享3-4G中的内核,所以在内核中存在一个管道(缓冲区),然后进程通过连接管道的两端从而实现通信。...那么要实现两个进程的同时读写操作,就需要用两个管道。...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(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

2.3 格雷码计数器的实现 2.3.1 格雷码的表现形式 格雷码一个最大的特点就是在递增或递减的过程中,每次只变化一位,这是它最大的优点。...1111 1000 0 0000 0000 2.3.2 二进制和格雷码的相互转换 2.3.3格雷码计数器的实现...2.4.1.1 空标志产生逻辑 如图Fig. 2.4.1.1 空标志产生逻辑,写时钟域的写指针通过两级寄存被同步到读时钟域之后与读指针进行比较,如果完全相等,则会产生空标志信号;同步模块用两级寄存器来实现是为了消除可能的亚稳态...,正如前面所述,因为wr_ptr_gray是用格雷码实现的,即使同步模块是在wr_ptr_gray跳变的时刻进行采集,其采集到的所有可能值也只有两个,一个是跳变之前的值,一个是跳变之后的值,它们只相差1...三、总结 前文讲述了异步FIFO的应用需要、实现原理,并重点阐述了空满标志信号的产生方法以及可能会发生的“虚空”和“虚满”现象。理解了这些关键信号的产生原理,设计一个异步FIFO也就不难了。

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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。...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。...空标志的产生 当FIFO中的读指针赶上了写指针,也就是rd_ptr完全等于wr_ptr时,可以断定,FIFO里的数据已被读空,而且只有在两种情况下,FIFO才会为空:第一种是系统复位,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。

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FIFO原理

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。...既然只有一个队列,自然不需要考虑如何对报文进行复杂的流量分类,也不用考虑下一个报文怎么拿、拿多少的问题,而且因为按顺序取报文,FIFO无需对报文重新排序。简化了这些实现其实也就提高了对报文时延的保证。...该算法实现简单,只需把一个进程已调入内存的页面,按先后次序链接成一个队列,并设置一个指针,称为替换指针,使它总是指向最老的页面。...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

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。...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。...二进制转化格雷码 二进制数 10110 二进制数右移1位,空位补0 01011 异或运算11101 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,代码实现如下: assign wgraynext...=(wbinnext>>1)^wbinnext; assign rgraynext=(rbinnext>>1)^rbinnext; 代码实现 异步FIFO,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 [DSIZE-1:0] rdata, 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...我再换种更简单的描述 二进制数            1 0 1 1 0 二进制数右移1位,空位补0    0 1 0 1 1 异或运算            1 1 1 0 1 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; 格雷码G[n:0]转化为二进制B[n:0]..., r_fifo_full , fifo_wr_data, fifo_rd_clk , fifo_rd_en , fifo_rd_data, r_fifo_empty

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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。...该总线双向通信,可以实现全双工传输和接收。   在嵌入式设计中,UART用来与PC进行通信,包括与监控调试器和其它器件,如EEPROM通信。

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异步FIFO设计

read_port.png read_req信号拉高表示请求读数据,若此时FIFO非空(fifo_empty为低),FIFO将会将数据置于read_data上,同时拉高read_valid信号。...例如二进制码011,共3位,则格雷码第2位为0,其他几位为10,对应格雷码为010,在具体实现时,可以参考下图的实现方法: ?...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...output DEPTH_LOG+1 写指针格雷码 5.1.3.实现 ?...input DEPTH_LOG+1 写指针格雷码,未同步 read_valid output 1 读数据有效信号 5.2.3.实现 实现的方式与写部分类似,fifo_empty信号和读指针生成如下所示

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