原创 同步FIFO之VHDL描述2

同步FIFO内部通过控制电路和RAM实现，控制电路主要包括写指针管理电路，读指针管理电路，以及FIFO状态判断电路，对于同步FIFO来讲，读和写的指针管理电路实际上就是二进制计数器。

       现在的FPGA都具有Block RAM，通过VHDL描述可以对其进行调用，为了能够实现任意深度和宽度的FIFO，那么在用VHDL描述RAM的时候需要使用generic使得RAM的调用能够参书化。同样，对于读写指针计数器，也需要参数化的描述方法。

       下面主要对FIFO的状态判断如何判断进行一些说明。假设宽度任意而深度为8的FIFO，当读指针read_pointer和写指针write_pointer的值一样的时候，很显然，这时FIFO的状态为空。比较麻烦的是对FIFO是否已经满的状态的判断，因为存在两种情况，第一种情况时写指针write_pointer比读指针read_pointer大，比如writer_pointer = 7而read_pointer = 0，还有一种情况时写指针writer_pointer比读指针read_pointer小，比如writer_pointer = 2而read_pointer = 3。由于读写电路在循环的读写RAM，所以在上面的两种情况下FIFO实际上都已经满了。那么如何对读写指针的判断比较容易的得出FIFO已经满了，同时这样的判断电路还要容易参数化？第一种情况下，write_pointer – read_pointer = 7，实际上就是FIFO深度减一，第二种情况下，(write_pointer + 8) – read_pointer = 7,也是FIFO深度减一。从上面的讨论就可以很容易进行判断FIFO状态了，假设FIFO的深度用depth表示，则FIFO状态判断用伪码表示如下：

1．  Empty状态判断：

If writer_pointer = read_pointer

        FIFO is empty;

Else

     FIFO is not empty;

End if;

       2. Full状态判断：

              If writer_pointer > read_pointer

                     If write_pointer – read_pointer = depth

                            FIFO is full;

                     Else

                            FIFO is not full;

                     End if;

Else

       If write_pointer – read_pointer = 1

              FIFO is full;

       Else

              FIFO is not full;

       End if;

End if;

               下面的框图主要描述同步FIFO的内部结构，画出框图有助于对电路结构的理解，同样也有助于RTL代码的编写

        今天就先写到这里吧，大家有什么问题和意见可以提出来，以便我及早的发现问题，不要等到要写代码的的时候才发现就麻烦了。

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