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第一節(jié)：fifo基礎(chǔ)

內(nèi)容：

1.掌握FPGA設(shè)計(jì)中關(guān)于數(shù)據(jù)緩存的使用

2.掌握FIFO工作原理

1.1片上存儲(chǔ)（on-chip ram）

在實(shí)際應(yīng)用中任何場(chǎng)合都離不開(kāi)數(shù)據(jù)，只要有數(shù)據(jù)的地方就有存儲(chǔ)器，一般存儲(chǔ)分為了2種，一種時(shí)可以讀寫(xiě)，一種時(shí)只讀。

對(duì)于芯片設(shè)計(jì)而言，有的存儲(chǔ)器時(shí)集成在芯片內(nèi)部，我們稱(chēng)之為片內(nèi)存儲(chǔ)器，on-chip ram,如果使用芯片以外的存儲(chǔ)器芯片，我們稱(chēng)之為片外存儲(chǔ)器，從應(yīng)用角度可以將存儲(chǔ)分為片上和片外。

如果數(shù)據(jù)量較小，可采用片內(nèi)存儲(chǔ)器，因?yàn)槠瑑?nèi)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量較小，如果數(shù)據(jù)量大則需要片外存儲(chǔ)器。

根據(jù)實(shí)際情況應(yīng)用，片上存儲(chǔ)器一般作為數(shù)據(jù)緩存使用，真正用來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)選擇片外存儲(chǔ)器。

1.2片上存儲(chǔ)器分類(lèi)

1.3fifo

fifo是片上存儲(chǔ)器的一種，它本質(zhì)上是雙端口ram的一種特殊結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)順存取。

1.隨機(jī)讀寫(xiě)

不管讀寫(xiě)可以選擇空間地址

同一地址允許覆蓋（當(dāng)我們往同一個(gè)地址多次寫(xiě)入數(shù)據(jù)的時(shí)候，后面一次操作覆蓋掉前一個(gè)操作的數(shù)據(jù)）

同一地址空間無(wú)釋放（當(dāng)我們從同一個(gè)地址多次讀出數(shù)據(jù)的時(shí)候，數(shù)據(jù)一直有效）

2.順序讀寫(xiě)

讀寫(xiě)空間按照順序存儲(chǔ)器

同一地址不允許覆蓋（當(dāng)我們往同一個(gè)地址多次寫(xiě)入數(shù)據(jù)的時(shí)候，低一次寫(xiě)入后，后面所有的寫(xiě)操作都是無(wú)效）

同一地址空間釋放（當(dāng)我們從同一個(gè)地址多次讀出數(shù)據(jù)的時(shí)候，當(dāng)?shù)谝淮巫x完數(shù)據(jù)，之后數(shù)據(jù)無(wú)有效）

1.3工作原理

根據(jù)FIFO順序讀寫(xiě)操作特性，我們可以看出寫(xiě)操作永遠(yuǎn)快于讀操作，如果空間被寫(xiě)完，讀寫(xiě)地址相同，空間全部被釋放掉，讀寫(xiě)地址相同

1.4空間判斷

假如空間大小為dept=N,則寫(xiě)地址wraddr[log2^N-1:0] ， 讀地址rdaddr[log2^N-1:0]

如果我們將讀寫(xiě)地址擴(kuò)1位，則則寫(xiě)地址wraddr[log2^N:0]， 讀地址rdaddr[log2^N:0]

當(dāng)wraddr[log2^N-1:0] == rdaddr[log2^N-1:0]

wraddr[[log2^N] != rdaddr[log2^N]說(shuō)明寫(xiě)地址追上讀地址 | rdaddr[log2^N-1:0] - wraddr[log2^N-1:0] | = N

wraddr[[log2^N] == rdaddr[log2^N]說(shuō)明讀地址追上寫(xiě)地址 | rdaddr[log2^N-1:0] - wraddr[log2^N-1:0] | = 0

例如depth =4

000 100

001 101

010 110

011 111

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