fpga 同步fifo - 技术栈

FIFO

基础知识

FIFO（First In First Out，即先入先出），是一种数据缓存器，用来实现数据先入先出

的读写方式。在 FPGA 或者 ASIC 中使用到的 FIFO 一般指的是对数据的存储具有先入先出

特性的缓存器，常被用于多比特数据跨时钟域的转换、读写数据带宽不同步等场合。

FIFO 本质上是由 RAM 加读写控制逻辑构成的一种先进先出的数据缓冲器，其与普通

存储器 RAM 的区别在于 FIFO 没有外部读写地址线，使用起来非常简单，但 FIFO 只能顺

序写入数据，并按顺序读出数据，其数据地址由内部读写指针自动加 1 完成，不能像普通

存储器那样可以由地址线决定读取或写入某个指定的地址，不过也正是因为这个特性，使得

FIFO 在使用时并不存在像 RAM 那样的读写冲突问题。

根据 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，常

用于两边数据处理带宽不一致的临时缓冲。

异步 FIFO 是指读写时钟不一致，读写时钟是互相独立的，一般用于数据信号跨时钟阈

处理。

复制代码

`timescale 1ns / 1ps

module top_fifo(
    input   wire  clk  ,
    input   wire  rst_n,
    output  wire  tx   
    );


reg [7:0] cunt ;

wire      wr_en;
wire [7:0]dout ;
wire      full ;
wire      empyt;
wire      tx   ;
wire      busy ;
reg  [3:0]cunt_t; 
wire      vled ;
always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
    if(!rst_n)
        cunt<=0;
    else if(cunt==11) 
        cunt<=cunt;  //只写入一次
    else
        cunt<=cunt+1;    
end
assign wr_en=(cunt<11)?1:0;  //只写入一次
always @(posedge clk) begin
    if(!rst_n)
        cunt_t<=0;
    else if(busy==0&&wr_en==0)begin //tx中state是空闲状态并且wr_en已经写入
        if(cunt_t==3)               //每次只读出一位所以每次读取只记一次                
        cunt_t<=cunt_t;
        else
        cunt_t<=cunt_t+1;
    end
    else
        cunt_t<=0;
end
assign rd_en=(cunt_t==1)?1:0;    //因为要想一位一位读出就需要rd_en每次读一位只制高1个时钟周期
assign vled =(cunt_t==2&dout<10)?1:0;

fifo_generator_0 u_fifo (
  .clk  (clk    ),      // input wire clk
  .srst (~rst_n ),    // input wire srst 复位信号 高电平复位
  .din  (cunt   ),      // input wire [7 : 0] din 输入数据
  .wr_en(wr_en  ),  // input wire wr_en 写使能 
  .rd_en(rd_en  ),  // input wire rd_en 读使能 
  .dout (dout   ),    // output wire [7 : 0] dout 读数据
  .full (full   ),    // output wire full          满标志
  .empty(empty  )  // output wire empty            空标志
);


tx#(
    /*parameter*/  .CLK_DIV (50_000_000) ,
    /*parameter*/  .BIT     ( 115200 )   
)u_tx(
    /*input        */ . clk  (clk  ),
    /*input        */ . rst_n(rst_n),
    /*input   [7:0]*/ . data (dout ),
    /*input        */ . vled (vled ),
    /*output  reg  */ . tx   (tx   ),
                      . busy (busy )  
    );

endmodule