源自opencore的fifo的IP核解析

Posted 2020-12-18 electricdream

fifo的IP核学习与解析

1、fifo的基本原理

fifo，就是缓存器，可以理解为升级版的D触发器。D触发器是在时钟信号的控制下，数据等时间间隔刷新。对于fifo而言，数据也是需要刷新的，不过有一个读取控制信号决定数据是否读取。还有一个区别就是输入是与储存数据脱钩的。有写入控制信号决定是否连接。还有一些数据是否溢出、数据是否为初始状态等指示性信号，这里就不多说明了，作用和电路中的指示灯差不多。先做一个简单的fifo模型看一下实际的原理吧。

module demo_little_fifo(
    input wire clk,
    input wire rst_n,
    
    input wire data_in,
    input wire write_en,
    input wire read_en,
    output wire data_out,
    output wire full,
    output wire empty

);
    wire data_write;
    reg data_reg_s1;
    wire data_read;
and a1(data_write,data_in,write_en);

always@(posedge clk or negedge rst_n)begin
    if(!rst_n)begin
        data_reg_s1<=1‘b0;
    end
    else if(write_en) begin
        data_reg_s1<=data_write;
    end
end

and a2(data_read,data_reg_s1,read_en);

assign data_out=data_read;

assign full=(data_reg_s1==1‘b1)? 1‘b1:1‘b0;
assign empty=(data_reg_s1==1‘b0)? 1‘b1:1‘b0;

endmodule

RTL视角分析

这里是一个简易fifo，写入速率由时钟控制，读取速率为直接读取。具有数据写入和读取的控制位，也具有指示数据状态的简易指示（这里其实就是对值的高低判断，不是是否有值的判断）。当然，对于一个复杂的fifo，还会有许多其他的模块。这里只是用于说明原理。

3、总结

具体的fifo的功能实现，有时间再去完成。现在大致了解原理后就可以用于使用了。使用fifo的地方还是比较多的。在数据的缓存截取和跨时钟中，fifo都是必不可少的。