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通过MegaWizard Plug-In Manager 配置FIFO 2014年4月22 日 19:57 一、关于FIFO的相关概念 1.什么是FIFO？ FIFO是英文First In First Out的缩写，是一种先入先出的数据存储器，它与 普通存储器的区别是没有外部读写地址线，这样使用起来很方便，它的 缺点是只能顺序写入数据，顺序读出数据，不能像普通存储器那样可以 由地址线决定读取与写入的某个指定的地址。 2.什么情况下用FIFO？ FIFO 一般用于不同时钟域之间的数据传输，比如FIFO的一端是AD数据采 集，另一端是计算机的PCI 总线，假设其AD 采集的速率为16 位 100K SPS，那么每秒的数据量为100K×16bit=1.6Mbps,而PCI 总线的速度为 33MHz，总线宽度32bit,其最大传输速率为1056Mbps,在两个不同的时钟 域间就可以采用FIFO来作为数据缓冲。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。 3．FIFO 的一些重要参数 a.FIFO 的宽度： 也就是英文资料里常看到的THE WIDTH，它只的是FIFO 一次读写操作的 数据位，就像MCU有8位和16位，ARM 32 位等等，FIFO的宽度在单片成品 IC中是固定的，也有可选择的，如果用FPGA自己实现一个FIFO，其数据 位，也就是宽度是可以自己定义的。 b.FIFO 的深度： THE DEEPTH，它指的是FIFO 可以存储多少个N位的数据（如果宽度为 N）。如一个8 位的FIFO，若深度为8，它可以存储8个8位的数据，深度 为12 ，就可以存储12个8位的数据，FIFO 的深度可大可小，个人认为 FIFO 深度的计算并无一个固定的公式。在FIFO 实际工作中，其数据的 满/空标志可以控制数据的继续写入或读出。在一个具体的应用中也不可 能由一些参数算数精确的所需FIFO 深度为多少，这在写速度大于读速度 的理想状态下是可行的，但在实际中用到的FIFO 深度往往要大于计算 值。一般来说根据电路的具体情况，在兼顾系统性能和FIFO 成本的情况 下估算一个大概的宽度和深度就可以了。而对于写速度慢于读速度的应 用，FIFO 的深度要根据读出的数据结构和读出数据的由那些具体的要求 来确定。 c.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 分区 FPGA 的第 1 页 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）。 d.空标志： FIFO 已空或将要空时由FIFO 的状态电路送出的一个信号，以阻止FIFO 的读操作继续从FIFO中读出数据而造成无效数据的读出（underflow）。 e.读时钟： 读操作所遵循的时钟，在每个时钟沿来临时读数据。 f.写时钟： 写操作所遵循的时钟，在每个时钟沿来临时写数据。 g.读指针： 指向下一个读出地址。读完后自动加1。 h.写指针： 指向下一个要写入的地址的，写完自动加1。 读写指针其实就是读写的地址，只不过这个地址不能任意选择，而是连 续的。 4．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。异步FIFO 是指读写时钟不一致，读写时钟是互相独立的。 5．FIFO 设计的难点 FIFO 设计的难点在于怎样判断FIFO 的空/满状态。为了保证数据正确的 写入或读出，而不发生益处或读空的状态出现，必须保证FIFO 在满的情 况下，不能进行写操作。在空的状态下不能进行读操作。怎样判断FIFO 的满/空就成了FIFO 设计的核心问题。 【参考他人资料】 二、通过MegaWizard Plug-In Manager 配置FIFO step1.打开MegaWizard Plug-In Manager Tools--MegaWizard Plug-In Manager MegaWizard Plug-In Manager 分区 FPGA 的第2 页