FPGA之FIFO学习心得

FIFO

FIFO:

中文意思：先进先出【类似于堆栈】

作用：

在FPGA中，一般用于不同时域之间的数据传递，比如FIFO的一端是AD采集，另一端是计算机PCI总线，假设AD的采集速度一般都是几百Kb/s，PCI总线的速度为200Mb/s，在这俩个的时域中传递数据时就可以采用FIFO来作为数据缓冲。同时FIFO还可以作为不同数据宽度之间的传递FIFO也是可以胜任的，比如UART收到的数据传递给USB。UART收到的数据是8位的数据，USB传递的16数据，如果之间传递，他们是不同的时域，传输的速度也是不一样的，为了解决这个我们可以使用FIFO，

将读写时钟配置为rd_clk、wr_clk；

读写数据宽度 配置写8位数据，读16位数据；

同时我们根据需求还可以选择对应标志位，使能位有效时间等。

分类：

FIFO的类型及FIFO说明：

根据数据出现在输出总线上的时间不同分为不同的种类。

普通FIFO：每次在使能位有效的情况下，读时钟和写时钟的上升沿来时，将数据读出  来，一个时钟一个数据。

预取FIFO：写时同普通FIFO一样，读时数据提前输出到总线上，比普通FIFO早一个时钟。

FIFO的生成:

同其他的IP生成是一样的，我们选择对应的IP核后，会有对应的配置向导，根据向导选择对应的参数。

简单的步骤就省略掉了。

我们命名好了FIFO的名字后，就来到以下的界面，接下来我们要进行一些相应的配置。

1关于interface的选择，【百度的，】native是做soc工程

Next后，需选择时钟和存储类型。

1，时钟：一般根据FIFO的作用，读写时钟是不同步。

2，存储类型：有block RAM 和 distibute RAM两种。

【百度】由此区别表明，当FIFO较大时应选择block RAM，当FIFO较小时，选择distribute RAM.另外一个很重要的就是block RAM支持读写不同宽度，而distribute不支持。在这里为了更全面的了解FIFO，选择block RAM以拥有非对称方向速率的特性。

FIFO读写模式：

标准模式和预取模式。通常我们选择标准模式，至于预取FIFO的作用目前还没有遇到。

我们选择位宽和深度后，地址自动就生成了。

data port parameters 中的actual write depth和actual read depth

我们设置完时钟和数据后，就该添加控制信号了

控制信号越多操作越复杂，同时对FIFO的控制更加精准了

1、标志位，半空和半满

2、……

复位信号和可编程信号的配置。虽然在block RAM和distribute RAM中，启用rst端口，且配置成同步复位，即整个FIFO共用一个复位信号，而不是读写不同的复位。至于编程信号，看选项就很容易理解了。配置如图，FIFO中数据达到200时，programmable full有效，数据为10时，programmable empty有效。

之后是写计数和读计数，都使之有效，由于写深度是256，读深度是512.因此写计数器的宽度定义为8，读计数器的狂度定义为9.其实不一定计数器一定要比深度大，当计数器计数最大值小于数据深度时，例如数据深度为512，而计数器大小为256，则每两个数据计数器计数一次。

  最后可以看到我们配置的FIFO信息如下（注意几个关键信息），最后生成IP就好了。

【有效电平】

Rst 高电平有效

复位后（2，3）个周期内是无法进行写操作的；

  Wr_en 在拉高的上升沿时，数据立即生效

  Rd_en 在读上升沿并没有进行读数据，而是在下一个上升沿时进行读操作

关于计数，如果计数值设置的不够大时一开始就会失效，成为高阻状态。

读写计数是大概不准.

 上升沿是时钟上升沿 不是wr_en 和rd_en的上升沿， 【信号触发后clk的上升沿生效】

空满标志有效电平是？高有效

仿真结果图