两种异步FIFO对比..doc

两种异步FIFO对比 2012-04-05 11:44 发表 系统分类：可编程逻辑 自定义分类：默认 标签：FIFO 前些天看了看异步FIFO，有篇文章不错 原文：/s/blog_4b2b9ac701000bzn.html 在quartus下进行了简单对比，结果如下： 1.传统方法，即将读、写地址的格雷码通过双寄存器采样到写、读时钟域，然后比较产生相应的空满信号 2.改进方法，先直接将读写地址进行异步比较，得到相应标志位，然后将标志位通过双寄存器异步采样，综合得出空满信号 可以看到，由于避免每一个指针寄存器的异步采样，因此，改进后的方法比传统方法减少了近50%的寄存器用量。 频率方面，简单的对比了下最大工作频率fmax（未做约束），结果如下 传统方法 改进方法 这样的频率结果，肯定是有问题的。还没时间分析，大家可以讨论下～ 源码如下： //顶层模块module AFIFO(wclk,rclk,wen,ren,wrst_n,rrst_n,wfull,rempty);input wclk,rclk,wen,ren,wrst_n,rrst_n;output wfull,rempty; wire[2:0] wptr,rptr;wire[2:0] wptrg,rptrg; wptr_full uut_wptr_full(wclk,wrst_n,wen,afull_n,wptr,wptrg,wfull);rptr_empty uut_rptr_empty(rclk,rrst_n,ren,aempty_n,rptr,rptrg,rempty);ACMP uut_ACMP(wptrg,rptrg,aempty_n,afull_n,wrst_n); endmodule //写地址及满信号的产生(包括格雷码转化)module wptr_full(wclk,wrst_n,wen,afull_n,wptr,wptrg,wfull); input wclk,wrst_n,wen,afull_n;//输入输出信号output[2:0] wptr,wptrg;output wfull; reg[2:0] wptr,wptrg;reg wfull; wire[2:0] wptr_next,wptrg_next;//其他信号reg wfull2; //地址信号的产生always@(posedge wclk or negedge wrst_n)if(!wrst_n){wptr,wptrg}=0;else{wptr,wptrg}={wptr_next,wptrg_next}; //地址产生时序化assign wptr_next=wptr+(wen !wfull);assign wptrg_next=(wptr_next1)^wptr_next; //bin转gray，高位与低位异或 //满信号的产生always@(posedge wclk or negedge wrst_n or negedge afull_n)if(!wrst_n){wfull,wfull2}=2b00;else if(!afull_n){wfull,wfull2}=2b11;else{wfull,wfull2}={wfull2,~afull_n};/*afull的下降沿本身就是由wclk引起的，所以afull的下降沿（包括随其产生的wfull）与wclk是同步的。比较担心的是afull随rclk而产生的上升沿，与wclk域不是同步的。因此，此处通过以下的双锁存器进行同步，将异步的afull下降沿同步至写时钟域*//*异步比较法的关键是用异步比较结果的信号的下降沿，作为最终比较结果的复位信号，而异步比较结果的上升沿则用传统的双锁存器法进行同步[5]。最终得到的信号的上升沿与下降沿都属于同一个时钟域。与传统的先将地址信号同步再进行同步比较的方法相比，异步比较法避免了使用大量的同步寄存器，而效率则更高，实现也更简单。*/ endmodule //读地址及空信号的产生(包括格雷码转化)module rptr_empty(rclk,rrst_n,ren,aempty_n,rptr,rptrg,rempty); input rclk,rrst_n,ren,aempty_n;//输入输出信号output[2:0] rptr,rptrg;output rempty; reg[2:0] rptr,rptrg;reg rempty; wire[2:0] rptr_next,rptrg_next;//其他信号reg rempty2; //地址信号的产生always@(posedge rclk or neg