FIFO原理与应用

1 FIFO原理

FIFO（First In First Out，即先入先出），是一种数据缓冲器。先被写入的数据会按顺序先被读出。FIFO可看做一个管道，有数据写入端口和 数据读取端口：

如图，数据写入端口从1~10依次写入数据，则数据读取端口也从1~10依次读取数据。输出端口每读出一位数据，FIFO中的后一位数据就向前移一位。如读取端口读出1、2、3后FIFO输出端口的第一位变为4。

1.1 FIFO的使用

写数据端口：

读数据端口：

1.2 FIFO的分类

 1.3 读取数据的模式

(1) 普通同步FIFO模式

设置：

读取数据波形：

 数据输出q滞后读请求信号rdreq一个时钟周期！

(2) 先出数据FIFO模式

设置： 

读取数据波形：

 rdreq有效立即输出信号，rdreq信号与数据输出q同步!

2 FIFO的应用

2.1 多bit数据做跨时钟域转换

        当两个模块的时钟不一致，它们之间需要进行数据传输时。(如A模块的数据需要传输到B模块进行处理)，此时就需要做跨时钟域处理。先把模块A的数据按照clk_A写入FIFO，然后模块B再按clk_B读取FIFO中的数据，因此数据data在模块B中就能得到正确的处理！

 2.2 带宽同步

        当两个模块的数据传输端口带宽不一致，其它们之间需要进行数据传输时。此时就需要做带宽同步处理。 先把模块A的数据按照clk_A写入FIFO(设模块A输出的数据位宽为4，此时也把FIFO的数据写入端口位宽设置为4)，然后模块B再按clk_B读取FIFO中的数据(设模块B输入的数据位宽为8，此时也把FIFO的数据读取端口位宽设置为8)，从而实现了带宽同步。

 此时数据拼接的方式为：

 即两个数据位宽为 4 的数据拼接为 一个数据位宽为8的数据，先输入的为高4位，后一位为低4位！