异步FIFO设计

本文详细介绍了异步FIFO的设计,包括设计目标、参数列表、端口定义和时序,以及系统的结构和实现细节。重点阐述了二进制转格雷码、空满信号的判断方法,并探讨了同步器在跨时钟域数据传输中的作用。

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1.设计目标

设计一个参数可配置的异步FIFO,要求:

  • FIFO深度从4开始在2的幂次方连续可配(4、8、16、…)
  • 读写时钟域相位差、频率差任意(同步器参数可配)

2.参数列表

名称 默认值 说明
DEPTH_LOG 4 FIFO容量为 2 D E P T H _ L O G 2^{DEPTH\_LOG} 2DEPTH_LOG
DATA_WIDTH 8 数据位宽

3.端口

3.1.端口列表

3.1.1.系统端口

名称 类型 位宽 说明
read_clk input 1 读时钟域时钟
write_clk input 1 写时钟域时钟
rst_n input 1 系统复位端口,低有效

3.1.2.读端口

名称 类型 位宽 说明
read_req input 1 读完成信号
read_valid output 1 读数据有效信号
read_data output DEPTH_LOG 读数据
fifo_empty output 1 FIFO空信号

3.1.3.写端口

名称 类型 位宽 说明
write_req input 1 写请求信号
write_data input DEPTH_LOG 写数据
fifo_full output
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