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异步FIFO简介及其原理

 

2023-11-28 14:08:26

晨欣小编

异步 FIFO(First In, First Out)是一种用于在不同时钟域之间传输数据的存储器结构。异步 FIFO 通常用于解决两个不同时钟域之间的数据传输问题,其中两个时钟的频率不同,可能存在时钟抖动或者相位偏移。

以下是异步 FIFO 的基本原理:

  1. 写入端和读取端: 异步 FIFO 有一个写入端(Producer)和一个读取端(Consumer)。写入端负责将数据写入 FIFO,而读取端负责从 FIFO 中读取数据。

  2. 双口内存结构: 异步 FIFO 实际上是一个双口内存,可以在两个时钟域之间传递数据。这两个端口分别连接到两个时钟域。

  3. 写指针和读指针: FIFO 中有两个指针,一个是写指针(Write Pointer),用于指示写入的位置,另一个是读指针(Read Pointer),用于指示读取的位置。

  4. 写入操作: 当写入端产生数据并试图将其写入 FIFO 时,数据被写入写指针所指向的位置。写指针随着写入操作的进行而递增。

  5. 读取操作: 当读取端准备读取数据时,数据从读指针所指向的位置被读取。读指针随着读取操作的进行而递增。

  6. 深度和宽度: 异步 FIFO 的深度表示它能存储多少个数据项,而宽度表示每个数据项的位数。

  7. 满和空的状态: 当写指针和读指针相遇时,FIFO 被认为是满的。当两个指针指向相同的位置时,FIFO 被认为是空的。

  8. 读写时钟域适配: 异步 FIFO 中的电路通常包括适应不同时钟域的逻辑,以确保在读取和写入时能够正确同步数据。

异步 FIFO 通常被广泛应用于数字系统中,特别是在嵌入式系统中,以便解决不同部分之间时钟不同步的问题。在设计时,需要注意处理好 FIFO 的满和空状态,防止溢出或者读取空数据的情况发生。


 

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