FPGA利用FIFO做数据缓冲

àì夳堔傛蜴生んèń 2022-06-11 04:45 308阅读 0赞

今天尝试使用了Quartus Ⅱ 15.1 的FIFO的IP核。  
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简单介绍一下FIFO。FIFO（First Input First Output），很容易理解，就是先进先出，和数据结构里的队列一样。举一个通俗的例子，在超市买东西，结账的时候，大家都在排队，先排队的人先结账走人，不在这里逗留（这点和RAM不同）。所以FIFO通常是作为数据缓冲结构，一般用于不同时钟域之间的数据传输，比如FIFO一端是采样速率比较慢的接口，另一端是采样速率比较块的接口。也可以用于输入数据和输出数据位宽不同的情况。Ip核的参数配置网上有很多，大家也可以看下《HELLO FPGA》里的详细介绍。  
FIFO IP核主要用于同步或异步时钟域先入先出数据流的缓存。  
FIFO是没有读写地址的，根据读写使能和上升沿触发的时钟进行写入和读出。而且数据不再FIFO里逗留，读出既从“结完账走人了”。所以它有写满和读空的标志位，我们可以利用两个标志位写读写逻辑使能，这一点比利用双口RAM做缓冲会简单方便很多。  
简单的贴下代码，使用SignalTap仿真。

module  fifo(
            clk,rst_n,
            RomAddr,rddata,RomData,rden,full,empty,clk_10M
    
    );
    input                       clk;
    input                       rst_n;
    output              [7:0]       RomData;
    output      reg     [4:0]       RomAddr;
    output              [7:0]       rddata;
    output      reg             rden;
    output                      full;
    output                      empty;
    output                      clk_10M;
    
    always @ (posedge clk or negedge rst_n)
        if(!rst_n)
            rden <= 'd0;
        else if(full)
            rden <= 1'b1;
        else if(empty)
            rden <= 1'b0;
        else
            rden <= rden;
    
    
    Dif_Fifo Dif_Fifo_inst (
        .data(RomData),
        .rdclk(clk),
        .rdreq(rden),
        .wrclk(clk_10M),
        .wrreq(~rden),
        .q(rddata),
        .rdempty(empty),
        .wrfull(full)
        );
    /* FIFO FIFO_inst ( .clock(clk), .data(RomData), .rdreq(rden), .wrreq(wren), .empty(empty), .full(full), .q(rddata), .usedw(usedw) ); */
    /*****************10M去读rom*****************/
    
    //reg       [4:0]       RomAddr;
    always @ (posedge clk_10M or negedge rst_n)
        if(!rst_n)
            RomAddr <= 'd0;
        else if(RomAddr >= 5'd31)
            RomAddr <= 'd0;
        else
            RomAddr <= RomAddr  + 1'b1;
    
    
    //wire      [7:0]       RomData;
    Rom_Test Rom_Test_inst (
        .address(RomAddr),
        .clock(clk_10M),
        .q(RomData)
        );
    
    /*****PLL分频产生10M的时钟*****/
    //wire                      clk_10M;
    Ip_Core_PLL Ip_Core_PLL_inst (
             .refclk(clk),   //  refclk.clk
             .rst(!rst_n),      //   reset.reset
             .outclk_0(clk_10M), // outclk0.clk
             .locked()    //  locked.export
        );
    
    
    endmodule

仿真：  
![这里写图片描述][SouthEast]

[SouthEast]: /images/20220611/57d894b681a04bc19d93aa0369cb7af9.png