IP核之FIFO实验

FIFO简介：

FIFO的英文全称是First In First Out，即先进先出。FPGA使用的FIFO一般指的是对数据的存储具有先进先出特性的一个缓存器，常被用于数据的缓存,或者高速异步数据的交互也即所谓的跨时钟域信号传递。它与FPGA内部的RAM和ROM的区别是没有外部读写地址线，采取顺序写入数据，顺序读出数据的方式，使用起来简单方便，由此带来的缺点就是不能像RAM和ROM那样可以由地址线决定读取或写入某个指定的地址。本章我们将对Vivado软件生成的FIFOIP核进行读写测试，来向大家介绍XilinxFIFO IP核的使用方法。

同步FIFO常用于同步时钟的数据缓存，异步FIFO常用于跨时钟域的数据信号的传递，例如时钟域A下的数据data1传递给异步时钟域B，当data1为连续变化信号时，如果直接传递给时钟域B则可能会导致收非所送的情况，即在采集过程中会出现包括亚稳态问题在内的一系列问题，使用异步FIFO能够将不同时钟域中的数据同步到所需的时钟域中。

实验任务
本节的实验任务是使用Vivado生成FIFOIP核，并实现以下功能：当FIFO为空时，向FIFO中写入数据，写入的数据量和FIFO深度一致，即FIFO被写满；然后从FIFO中读出数据，直到FIFO被读空为止。

模块示意图：

 

顶层模块代码实现：

moduleip_fifo(
        input        sys_clk,//时钟信号
        input        sys_rst_n//复位信号
);
//wire define
wire                        fifo_wr_en;// FIFO写使能信号
wire                        fifo_rd_en;// FIFO读使能信号
wire        [7:0]         fifo_din;//写入到FIFO的数据
wire        [7:0]         fifo_dout;//从FIFO读出的数据
wirea                      lmost_full;// FIFO将满信号
wirea                      lmost_empty;// FIFO将空信号
wire                        fifo_full;// FIFO满信号

wire                        fifo_empty;// FIFO空信号
wire        [7:0]         fifo_wr_data_count;// FIFO写时钟域的数据计数
wire        [7:0]         fifo_rd_data_count;// FIFO读时钟域的数据计数

//例化FIFO IP核
fifo_generator_0  fifo_generator_0(
        .wr_clk(sys_clk),// input wire wr_clk
        .rd_clk(sys_clk),// input wire rd_clk26
        .wr_en(fifo_wr_en),// input wire wr_en
        .rd_en(fifo_rd_en),// input wire rd_en29
        .din(fifo_din),// input wire [7 : 0] din
        .dout(fifo_dout),// output wire [7 : 0] dout32
        .almost_full(almost_full),// output wire al