Verilog实现同步FIFO
2024.02.16 11:19浏览量:5简介:介绍如何使用Verilog实现同步FIFO,包括FIFO的原理、设计和实现过程。
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同步FIFO(First In First Out)是一种常用的数据缓存结构,用于在异步系统中实现数据缓冲和传输。在Verilog中实现同步FIFO需要使用数组和指针来模拟FIFO的读写操作。
下面是一个简单的Verilog同步FIFO实现:
module sync_fifo #(parameter DEPTH=8, WIDTH=8)(
input wire clk,
input wire reset,
input wire push,
input wire [WIDTH-1:0] din,
output wire pop,
output wire empty,
output wire [WIDTH-1:0] dout
);
reg [WIDTH-1:0] memory[0:DEPTH-1];
reg [3:0] wr_ptr = 0, rd_idx = 0;
wire [3:0] next_wr_idx = wr_ptr + 1;
wire [3:0] next_rd_idx = rd_idx + 1;
always @(posedge clk or posedge reset) begin
if (reset) begin
wr_ptr <= 0;
rd_idx <= 0;
end else begin
if (push) begin
if (!empty) begin
memory[wr_ptr] <= din;
wr_ptr <= next_wr_idx;
end else begin
// FIFO is full, discard data or raise an error
end
end else if (pop) begin
dout <= memory[rd_idx];
rd_idx <= next_rd_idx;
end
end
end
assign empty = (wr_ptr == rd_idx);
assign full = ((wr_ptr + 1) % DEPTH == rd_idx);
assign pop = (!empty && !push);
endmodule
这个模块实现了一个深度为DEPTH、宽度为WIDTH的同步FIFO。它包含一个存储器数组memory
用于存储数据,以及两个指针wr_ptr
和rd_idx
分别表示写指针和读指针。push
信号用于向FIFO中写入数据,dout
信号用于读取FIFO中的数据。empty
信号表示FIFO是否为空,full
信号表示FIFO是否已满。在时钟上升沿时,如果reset
信号为高电平,则将指针重置为0。如果push
信号为高电平,并且FIFO不为空,则将数据写入存储器中并将写指针加1。如果pop
信号为高电平,并且FIFO不为空,则读取存储器中的数据并将读指针加1。在每次操作后,根据指针的值判断FIFO的状态并更新相应的信号。注意,这个实现假设FIFO是同步的,即读写操作都由同一时钟信号控制。如果需要实现异步FIFO,则需要使用更复杂的设计和时序控制。

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