一、概述 在大规模ASIC或FPGA设计中，多时钟系统往往是不可避免的，这样就产生了不同时钟域数据传输的问题，其中一个比较好的解决方案就是使用异步FIFO来作不同时钟域数据传输的缓冲区，这样既可以使相异时钟域数据传输的时序要求变得宽松...此文内容就是阐述异步FIFO的设计。...2.2 二进制计数器存在的问题 异步FIFO读写指针需要在数学上的操作和比较才能产生准确的空满标志位，但由于读写指针属于不同的时钟域及读写时钟相位关系的不确定性，同步模块采集另一时钟域的指针时，此指针有可能正处在跳变的过程中...2.4 空满标志位的产生 异步FIFO最核心的部分就是精确产生空满标志位，这直接关系到设计的成败。...三、总结 前文讲述了异步FIFO的应用需要、实现原理，并重点阐述了空满标志信号的产生方法以及可能会发生的“虚空”和“虚满”现象。理解了这些关键信号的产生原理，设计一个异步FIFO也就不难了。
异步FIFO简介 结构框图 image.png 如上图所示的同步模块synchronize to write clk，其作用是把读时钟域的指针rptr采集到写时钟wr_clk域，然后和写时针wptr...二进制计数异步FIFO读写指针需要在数学上的操作和比较才能产生准确的空满标志位，但由于读写指针属于不同的时钟域及读写时钟相位关系的不确定性，同步模块采集另一时钟域的指针时，此指针有可能正处在跳变的过程中...跨时钟域的同步解决 读时针是属于读时钟域的，写指针是属于写时钟域的，而异步FIFO的读写时钟域不同，是异步的。...FIFO的设计思路及verilog代码 https://blog.csdn.net/weixin_43067657/article/details/87790012 2.异步fifo的设计(FPGA)...《Verilog HDL高级数字设计》中异步FIFO采用脉冲同步器的思路错误 https://blog.csdn.net/u014045393/article/details/100615272?
但是在大规模的数字电路设计中，多时钟域往往是不可避免的，这样就会产生了跨时钟域传输等问题，为了解决跨时钟域问题，我们常常采取的方法是握手协议和异步FIFO做数据缓冲区，异步FIFO既可以使相异时钟域数据传输的时序要求变得宽松...---- 异步FIFO常见问题 好的FIFO设计的基本要求是写满而不溢出，读空又不多读。...在同步FIFO中，比较容易做到判断写满和读空两种状态，但是在异步FIFO中，因为读写时钟不一致，因此真正的满和空状态是很难判定的，我们一般情况下只能够选择近满和近空状态。...---- 空满标志的产生 异步FIFO最核心的部分就是精确产生空、满标志位，这直接关系到设计的成败。...解决了以上问题，异步FIFO应该就可以写出来了~ End
异步FIFO是指读写时钟不一致，读写时钟是互相独立的。 FIFO设计的难点 FIFO设计的难点在于怎样判断FIFO的空/满状态。...1.同步FIFO之Verilog实现 同步FIFO的意思是说FIFO的读写时钟是同一个时钟，不同于异步FIFO，异步FIFO的读写时钟是完全异步的。...1 异步FIFO功能描述 图1给出了FIFO的接口信号和内部模块图。 ...2 异步FIFO的改进设计 从以上分析中可以看出，异步FIFO之所以会发生错误是国为在地址变化时，由于多位地址各位变化时间不同，异步时钟对其进行采样时数值可能为不同于地址变化丧后数值的其他值，异步产生错误的空标志和满标志...异步FIFO的Verilog代码 之一 这个是基于RAM的异步FIFO代码，个人认为代码结构简单易懂，非常适合于考试中填写。记得10月份参加威盛的笔试的时候，就考过异步FIFO的实现。
文章目录 一、异步FIFO介绍 1.1.空满判断 1.2.跨时钟域问题 1.3.格雷码转换 1.4.格雷码计数器 二、代码code 一、异步FIFO介绍 FIFO有同步和异步两种，同步即读写时钟相同...，同步FIFO用的少，可以作为数据缓存；异步即读写时钟不相同，异步FIFO可以 解决跨时钟域的问题，在应用时需根据实际情况考虑好fifo深度即可。 ...与同步FIFO相同，异步FIFO也主要由五大模块组成，不同的是，异步FIFO的读写逻辑控制还包括了格雷码转换和时钟同步部分： (1)、 FIFO写逻辑控制——产生FIFO写地址、写有效信号，...其逻辑结构如下所示： 1.1.空满判断 对于异步FIFO采用地址扩展一位的方式对FIFO进行读写计数，进而判断空满。 ...因为异步FIFO采用格雷码计数，而格雷码是镜像对称的，若只根据最高位是否相同来区分是读空还是写满是有问题的。
FIFO设计 5.1 空满标志生成 5.2 异步FIFO的设计还要注意跨时钟域问题 5.3 gray码如何判断空满 `6. 同步FIFO实现` 7. 异步FIFO实现 8....那么通过设置一定深度的FIFO，可以起到数据暂存的功能，且使得后续处理流程平滑。 时钟域的隔离：主要用异步FIFO。...分类 同步FIFO：指读时钟和写时钟是同一个时钟 异步FIFO：指读写时钟是不同的时钟。 4....关于异步FIFO最小深度的计算 FIFO仅在数据突发时才有效，不使用与连续的数据输出和输入。如果存在连续的数据流，那么所需要的FIFO大小因该是无限的。...FIFO 的复位使用的高电平复位，如果设计中系统复位信号是低电平有效的，那么不要忘记要将系统复位电平取反后再接入 FIFO 复位电平。一般我们在同步系统设计中使用异步复位。
一、异步FIFO与同步FIFO的区别 异步FIFO通常用于时钟域的过渡，是双时钟设计，即FIFO工作于独立的两个时钟之间，也就是读写时钟域不同。...二、难点及解决方法 一是如何同步异步信号以及处理亚稳态问题;针对这一难点，采用的是使用格雷码指针和二进制指针及握手信号。...for Asynchronous的网盘链接 链接：http://pan.baidu.com/s/1ntsqGjR 密码：scfz 五、Verilog关键代码 //top module asyn_fifo...( rdata, // Data path from FIFO rempty, // Flag asserted high for empty stack wfull..., // Flag asserted high for full stack wdata, // Data path into FIFO winc,wclk,wrst_n,
本文首发于个人博客 1.设计目标 设计一个参数可配置的异步FIFO，要求： FIFO深度从4开始在2的幂次方连续可配（4、8、16、......）...read_port.png read_req信号拉高表示请求读数据，若此时FIFO非空（fifo_empty为低），FIFO将会将数据置于read_data上，同时拉高read_valid信号。...fifo_empty拉高表示FIFO已空，当前数据输出端口上的数据无意义， 再拉高read_req将不会改变read_data上的数据。 3.2.2.写端口时序 ?...若在FIFO空的情况下，写操作发生，写指针的变化延迟传递到读时钟域，在传递的若干个周期内状态为“假空” “假满”和“假空”状态均不影响异步FIFO的正常工作，仅为略微降低FIFO的工作效率 4.2.3....fifo_full） 5.2.读FIFO部分 读FIFO部分包括以下几个组件： 同步器：将写指针从写时钟域同步到读时钟域，使用两级同步器 读指针：指示读取地址的指针，当空信号拉低且读请求拉高时加1 读指针二进制转格雷码
1、异步FIFO简介及其原理 FIFO是英文First In First Out 的缩写，是一种先进先出的数据缓存器，它与普通存储器的区别是没有外部读写地址线，这样使用起来非常简单，但缺点就是只能顺序写入数据...异步FIFO 是指读写时钟不一致，读写时钟是互相独立的。 1.1 用途 用途1： 跨时钟域：异步FIFO读写分别采用相互异步的不同时钟。...异步FIFO是这个问题的一种简便、快捷的解决方案，使用异步FIFO可以在两个不同时钟系统之间快速而方便地传输实时数据。...//异步FIFO代码，关键是判断空满信号 module asyn_fifo #( parameter data_width = 16, parameter data_depth = 8,...4、重要补充 关于异步FIFO的关键技术，有两个，一个是格雷码减小亚稳态，另一个是指针信号跨异步时钟域的传递。
所谓异步是指写时钟是完全独立并且不一致的，或者不同频率，或者同频但不同相。...图1 格雷码FIFO的基本原理图 运用格雷码编写异步FIFO的基本思想如上图所示： ? 图2 格雷码的时序 格雷码是不能进行加减产生空满标志的，所以采样延时一拍的方法。...为了避免复杂的逻辑,提高FIFO的整体速度 ，可使用FIFO深度=实际深度-1，如上图3所示。...二 、异步电路要产生精确的几乎空和几乎满比较难，都有一定的误差，但是具体情况(已知读、写时钟频率)可以做到误差很小。...fifo_gsr)begin if(fifo_gsr)begin Almostfull <=#1 1'b0; end else if (Fifo_status[7:4] == 4'hF
本系列分为以下部分： 1、FIFO深度计算 2、同步fifo设计 3、fifo与格雷码以及异步fifo设计 计划分三次更新完毕，本次为本系列终结篇！ 本次增加异步FIFO设计，异常有趣！...1、格雷码是什么 英文名Grey Code，在一组数的编码中，任意的两个相邻的代码只有一位二进制数不同，即为格雷码，常用于异步操作中，比如异步fifo，读数据侧使用数据读取时钟，写数据侧使用数据写入时钟...十进制计数容易产生毛刺，多个bit变化容易导致潜在的竞争和冒险，异步操作时使用格雷码可有效消除竞争和冒险，比如异步fifo，当发生状态跳转时，只会有一位会发生变化，可有效降低由于建立时间和保持时间导致的误差...保留二进制码的最高位作为格雷码的最高位，而次高位格雷码为二进制码的高位与次高位相异或，而格雷码的其他位与次高位的求法类似，即： assign gray=(binary>>1)^(binary); 4、异步...5、异步fifo代码+分析 module asyn_fifo#( parameter DATA_WIDTH=8, parameter ADDR_WIDTH=3, //地址位宽为log2（deepth）
之后把关于信号同步化的异步FIFO设计指导写了下来，感觉可能会用得到。...首先我们先考虑下这个FIFO的接口，所有的模块设计接口肯定是最重要的。异步FIFO需要输入输入输出什么信号呢？...3.第三部分 简单的异步FIFO写好了，我们来继续思考。...http://www.cnblogs.com/kxk_kxk/p/3931591.html “我们可以对异步FIFO的地址采用binary编码，这样并不影响异步FIFO的功能，前提是读写地址同步时能够保持正确...所以gray码保证的是同步后的读写地址即使在出错的情形下依然能够保证FIFO功能的正确性，当然同步后的读写地址出错总是存在的（因为时钟异步，采样点不确定）。
今天看别人的博客研究了一天的异步FIFO,中遇到了很多问题。很多人可能有过这样的经历，当你研究一个东西，可能你当时很清楚你是怎么想的，但是过后就忘记了当时的思路了。...IC基础可能会写很多篇，本篇异步FIFO就是此系列的第一篇。 一、FIFIO简介 FIFO是一种现先进先出的数据缓冲器，特点是没有外部的读写地址。...读FIFO时，内部的读指针自动的加一，当写FIFO时写指针自动的加一。 什么是异步FIFO，什么又是同步FIFO？ 异步FIFO简单的来说就是读写时钟不相同，同步FIFO就是读写的时钟相同。...二、异步FIFO的用途 1、使用异步FIFO可以在两个不同的时钟域之间快速而方便的传输数据，起到跨时钟域处理的作用。经常用于处理跨时钟域的问题。...可以看到，当最高位相同，并且剩下的位也相同的时候FIFO为空；当最高位不同，并且剩下的位相同时，为满。 七、异步时钟域下如何判断时空还是满？ 在上述六中已经解释了如何判断FIFO的满空。
目录 一、异步FIFO的重要参数及其作用 二、设计要点 三、源代码及仿真 本次设计主要介绍异步FIFO中读写指针和格雷码的原理及其实现，最后会有代码和仿真文件 一、异步FIFO的重要参数及其作用...； 5、FIFO_DEPTH: FIFO的深度，即FIFO中能存入多少个（位宽为FIFO_WIDTH的）数据； 6、full：FIFO发出的满信号，当FIFO满了之后，将full拉高； 7、empty...异步FIFO主要用作跨时钟域的数据缓存。 二、设计要点 异步FIFO设计中，最重要的就是空满判断，格雷码是现在使用最多用于判断空满的一种码制，虽然都知道用格雷码，那为什么要用格雷码？...:0]; //寄存器组当FIFO reg [FIFO_WIDTH - 1 : 0] fifo_buffer [FIFO_DEPTH - 1:0]; //寄存器组当FIFO...#( .FIFO_WIDTH (FIFO_WIDTH), .FIFO_DEPTH (FIFO_DEPTH) ) asynchronous_fifo ( .wr_clk (wr_clk
大侠们，江湖偌大，有缘相见，欢迎一叙，今天来聊一聊在数字电路设计中，基于FPGA的异步FIFO的实现，在很多厂商的开发软件中都有异步FIFO IP核，为安全起见推荐使用IP核定制FIFO，本文的目的只是作为思路参考...分类以及用途 可分为同步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。...异步FIFO读写分别采用相互异步的不同时钟。在现代集成电路芯片中，随着设计规模的不断扩大，一个系统中往往含有数个时钟，多时钟域带来的一个问题就是，如何设计异步时钟之间的接口电路。...异步FIFO是这个问题的一种简便、快捷的解决方案，使用异步FIFO可以在两个不同时钟系统之间快速而方便地传输实时数据。...FIFO的常见参数 FIFO的宽度：即FIFO一次读写操作的数据位； FIFO的深度：指的是FIFO可以存储多少个N位的数据（假设宽度为N）。
而异步FIFO因为读写时钟不一致，显然无法直接套用同步FIFO的实现方法，所以在本文我们将用Verilog实现异步FIFO的设计。...---- 1、什么是异步FIFO 异步 FIFO 有两个时钟信号，读和写接口分别采用不同时钟，这两个时钟可能时钟频率不同，也可能时钟相位不同，可能是同源时钟，也可能是不同源时钟。...异步 FIFO 是这个问题的一种简便、快捷的解决方案，使用异 步 FIFO 可以在两个不同时钟系统之间快速而方便地传输实时数据。...在同步FIFO的设计中，我们提出了两种方法：计数器法和拓展高位指针的方法。那么这两种方法是否也适合异步FIFO的设计？...其他 此文实现了同位宽的异步FIFO的设计及分析验证，下一篇文章再介绍不同的位宽的异步FIFO的设计 需要整个工程的朋友可以私信或者评论留下邮箱 创作不易，希望各位大佬多多三连支持！
wfull) wbnext = wbin+winc; //FIFO else wbnext = wbin; wgnext=(wbnext>>1) ^ wbnext;...//binary to grey end FIFO满状态判断 除最高两位外都相同，前两位的异或值相同（2ndmsb），首位不同。
分类：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。...若输入输出为不同时钟域，FIFO作时钟协同作用，需要采用异步FIFO，此时，FIFO在读与写分别在各自时钟下工作，FIFO的写使能、写满信号、输入数据等各种输入信号都在同一输入时钟沿打入或输出。...FIFO （1）由于是异步FIFO的设计，读写时钟不一样，在产生读空信号和写满信号时，会涉及到跨时钟域的问题，如何解决？ ...跨时钟域的问题：由于读指针是属于读时钟域的，写指针是属于写时钟域的，而异步FIFO的读写时钟域不同，是异步的，要是将读时钟域的读指针与写时钟域的写指针不做任何处理直接比较肯定是错误的，因此我们需要进行同步处理以后仔进行比较
异步FIFO_Verilog实现 概述： FIFO本质上还是RAM，是一种先进先出的数据缓存器(先存入的数据先取出)。...用途： (1)跨时钟域多bit传输：读写可以由不同的时钟控制，使用异步FIFO可以在两个不同时钟系统之间快速方便的传输数据。...文章目录 1、FIFO的原理简介 2、FIFO空、满信号的检测 3、二进制至格雷码的转换 4、异步FIFO Verilog代码实现 ---- 1、FIFO的原理简介 FIFO简单的说就是数据先进先出的存储器...所以： 判断异步FIFO空的条件：读写地址（格雷码）完全相同。 判断异步FIFO满的条件：读写地址（格雷码）的高2位不同，其余位均相同。...异步FIFO Verilog实现代码： module top # ( parameter FIFO_DEPTH = 8, parameter FIFO_WIDTH = 16 ) ( input
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