quartus 异步fifo用法
异步FIFO设计（非常详细，图文并茂，值得一看！）
异步FIFO设计（非常详细，图文并茂，值得一看！）一、概述在大规模ASIC或FPGA设计中，多时钟系统往往是不可避免的，这样就产生了不同时钟域数据传输的问题，其中一个比较好的解决方案就是使用异步FIFO来作不同时钟域数据传输的缓冲区，这样既可以使相异时钟域数据传输的时序要求变得宽松，也提高了它们之间的传输效率。
此文内容就是阐述异步FIFO的设计。
二、设计原理2.1结构框图Fig. 2.1.1如上图所示的同步模块synchronize to write clk，其作用是把读时钟域的读指针rd_ptr采集到写时钟（wr_clk）域，然后和写指针wr_ptr进行比较从而产生或撤消写满标志位wr_full；类似地，同步模块synchronize to read clk的作用是把写时钟域的写指针wr_ptr采集到读时钟域，然后和读指针rd_ptr进行比较从而产生或撤消读空标志位rd_empty。
另外还有写指针wr_ptr和写满标志位wr_full产生模块，读指针rd_ptr和读空标志位rd_empty产生模块，以及双端口存储RAM模块。
2.2 二进制计数器存在的问题异步FIFO读写指针需要在数学上的操作和比较才能产生准确的空满标志位，但由于读写指针属于不同的时钟域及读写时钟相位关系的不确定性，同步模块采集另一时钟域的指针时，此指针有可能正处在跳变的过程中，如图Fig.2.2.1所示，那么采集到的值很有可能是不期望的值，当然，不期望的错误结果也会随之发生。
Fig. 2.2.1上图中，rd_ptr2sync 3和4以及4和5之间的中间态是由于到各寄存器的时钟rd_clk存在偏差而引起的。
二进制的递增操作，在大多数情况下都会有两位或者两以上的bit位在同一个递增操作内发生变化，但由于实际电路中会存在时钟偏差和不同的路径延时，二进制计数器在自增时会不可避免地产生错误的中间结果，如图Fig.2.2.2。
Fig.2.2.2上图是Fig.2.2.1的电路原型以及局部波形的放大。
Quartus II LPM使用指南(FIFO篇)
下图中是 SCFIFO 和 DCFIFO 的框图，其中，SCFIFO 中读写双方信号与时钟 clock 同步，DCFIFO 读写双方信号分别与读写时钟同步。
表一中列出 FIFO 中各个 IO 的详细描述： 表一 端口描述
端口
类型 是否必选
描述
Clock
输入
是
上升沿触发时钟
Wrclk
当该信号有效时，FIFO 会被认为已经读空，此时不能 再进行读操作；
准装满信号，当 usedw 大于参数 almost_full_value 或 相同时，该信号被激活，即是 full 信号被激活的预示； 准读空信号，当 usedw 小于参数 almost_empty_value 或相同时，该信号被激活，即是 empty 信号被激活的 预示； 显示当前 FIFO 中数据存量。
Rdreq
输入
是
Sclr
输入
非
Aclr
Q
输出
是
Full Wrfull Rdfull Empty Wrempty Rdempty Almost_full
输出
非
输出
非
输出
非
Almost_empty
输出
否
Usedw Wrusedw Rdusedw
输出
否
FIFO 篇
第 -5- 页
Rdreq Rdfull Rdempty Rdusedw 当 wrreq 有效时数据线上的数据通过 DATA 端口被写 入 FIFO 中 写请求信号，激发写入操作。 1.当 full（对于 SCFIFO）或 wrfull（对于 DCFIFO）有 效时，不能激活 wrreq 信号，参数 overflow_checking 设置为 ON，即在 full 状态下 FIFO 会自动无视写请求； 2.不能再 aclr 有效期间激活 wrreq 信号； 3. 使 用 Stratix 和 Cyclone 系 列 器 件 ( 除 了 Stratix, Stratix GX, 和 Cyclone 系 列 以 外 ) 需 要 将 write_aclr_synch 参数选择位 ON，确保符合限制条件。 读请求信号，激发读出操作。 1. 该信号 的作用在正 常模式下和 在预读模式 下的作用 有很多不同（详情见后文）； 2.当 empty（对于 SCFIFO）或 rdempty（对于 DCFIFO） 有效时，不能激活 rdreq 信号，参数 underflow_checking 设置为 ON，即在 full 状态下 FIFO 会自动无视读请求； 清零端口，详情见后文
quartus 异步fifo用法 -回复
quartus 异步fifo用法-回复quartus异步FIFO用法引言：在数字电路设计中，FIFO（First In First Out）是一种常见的数据存储器，它允许数据以先进先出的顺序进出。
在使用Quartus进行FPGA设计时，异步FIFO是一种非常有用的工具，它可以帮助我们处理不同速度的数据流，并实现数据的缓冲和流量控制。
本文将介绍Quartus异步FIFO的基本概念和使用方法，并给出一些实例。
第一部分：Quartus异步FIFO概述1.1 什么是异步FIFO？异步FIFO是一种数据存储器，在其中数据可以以不同速度进入和退出。
与同步FIFO不同，异步FIFO的读写时钟可以是不同的，这使得它可以处理速度不匹配的数据流。
Quartus提供了异步FIFO的库函数和IP核，使得它可以在FPGA设计中方便地使用。
1.2 Quartus异步FIFO的特点Quartus异步FIFO具有以下特点：- 可以使用不同的时钟频率进行读写操作。
- 可以配置不同的缓冲深度来满足特定的设计需求。
- 可以实现流量控制和数据的重排序。
- 可以支持并行读写和读写使能信号。
- 可以适应不同的数据宽度和时钟域要求。
第二部分：Quartus异步FIFO的使用方法2.1 创建异步FIFO在Quartus中创建异步FIFO的方式有两种：使用库函数和使用IP核。
使用库函数创建异步FIFO的步骤如下：- 首先，在Quartus中打开设计工程，并创建一个新的源文件。
- 然后，将异步FIFO的库函数导入到源文件中，以便在设计中调用它。
- 接着，实例化异步FIFO，并通过参数配置其属性，例如宽度，深度，时钟域等。
- 最后，将异步FIFO连接到其他逻辑模块，完成设计。
使用IP核创建异步FIFO的步骤如下：- 首先，在Quartus中打开设计工程，并创建一个新的IP核。
- 然后，在IP核的界面中选择合适的FIFO类型和配置参数。
- 接着，将异步FIFO实例化到设计中，将其连接到其他逻辑模块。
异步fifo的工作原理
异步fifo的工作原理今天咱们来唠唠异步FIFO这个超有趣的东西哦。
你可以把异步FIFO想象成一个特别的小仓库，这个小仓库是用来存放数据的呢。
不过它可有点特别，和咱们平常那种规规矩矩同步的仓库不太一样。
异步FIFO主要是在不同时钟域之间工作的。
就好比啊，有两个世界，一个世界的节奏快，另一个世界的节奏慢，异步FIFO就在这两个节奏不一样的世界之间搭起了一座数据的桥梁。
那它怎么存数据呢？当有数据要进来的时候，就像是有人要往这个小仓库里送货。
在写端口这边，有一个写指针，这个写指针就像一个小向导，它告诉大家数据应该放在仓库的哪个位置。
每次有新的数据要存进来，写指针就会指向下一个空闲的地方。
就像我们在图书馆书架上找空位放书一样，写指针就是那个帮我们找空位的小助手。
再说说读这边吧。
读端口有个读指针，这个读指针就负责从仓库里取数据。
它就像一个小管家，知道哪些数据已经被取走了，哪些还在仓库里等着被取。
读指针也是一步一步地移动，每次取走一个数据，就会指向下一个要取的数据的位置。
这里面有个超关键的东西，就是空满标志的判断。
你想啊，如果仓库满了，还往里塞东西，那不就乱套了嘛；或者仓库都空了，还在傻乎乎地去取数据，那也不行呀。
对于空满标志的判断呢，其实有点小巧妙。
因为是异步的，时钟不一样，所以不能简单地用一个计数器来判断。
一般会采用一些特殊的编码方式，像是格雷码。
为啥用格雷码呢？这就像是给这个小仓库的货物管理上了一道保险。
格雷码的好处就是相邻的码值只有一位不同。
这样在不同时钟域转换的时候，就不容易出错啦。
比如说，写指针和读指针在判断满的时候，不是简单地看数字大小哦。
因为时钟不一样，数字可能会乱套。
用格雷码就不一样啦，它能很准确地判断出是不是真的满了。
就好像是两个人在不同的节奏下数数，但是通过一种特殊的规则，能准确知道什么时候仓库满了。
还有哦，异步FIFO的深度也是个很重要的概念。
深度就像是这个小仓库的大小。
如果数据来的太快，而读的速度又跟不上，那仓库就得大一点，不然就容易满了溢出来。
异步FIFO设计
异步FIFO设计2011.6.22摘要本文采用格雷码设计了一个异步FIFO，经过DC综合的结果如下：时钟频率：1.1GHz面积： 10744.447um2功耗： 7.791mw目录1. 异步FIFO的设计 (22)1.1 异步FIFO简介 (22)1.2 FIFO的参数 (22)1.3 FIFO的设计原理 (22)1.4 FIFO的设计模块 (66)1.5 用modelsim仿真FIFO (1111)1.6 用DC对FIFO进行综合 (1313)2.参考文献 (1515)1. 异步FIFO的设计1.1 异步FIFO简介FIFO是英文First In First Out 的缩写，是一种先进先出的数据缓存器，它与普通存储器的区别是没有外部读写地址线，这样使用起来非常简单，但缺点就是只能顺序写入数据，顺序的读出数据，其数据地址由内部读写指针自动加1完成，不能像普通存储器那样可以由地址线决定读取或写入某个指定的地址。
根均FIFO工作的时钟域，可以将FIFO分为同步FIFO和异步FIFO。
同步FIFO是指读时钟和写时钟为同一个时钟。
在时钟沿来临时同时发生读写操作。
异步FIFO是指读写时钟不一致，读写时钟是互相独立的。
异步FIFO（Asynchronous FIFO），一般用于不同时钟域之间的数据传输，比如FIFO的一端连接频率较低的AD数据采样信号，另一端与计算机的频率较高的PCI总线相连。
另外，对于不同宽度的数据接口也可以用AFIFO，例如单片机为8位数据输出，而DSP可能是16位数据输入，在单片机与DSP连接时就可以使用AFIFO来达到数据匹配的目的。
由于实际中，异步FIFO比较常见。
为了便于描述，在后面的章节中将异步FIFO简称为FIFO.1.2 FIFO的参数FIFO的宽度：进行一次读写操作的数据的位宽。
FIFO的深度：双口存储器中能容纳的数据的总数。
满标志： FIFO已满或将要满时由FIFO的状态电路送出的一个信号，以阻止FIFO的写操作继续向FIFO中写数据而造成溢出。
quartus 异步fifo用法 -回复
quartus 异步fifo用法-回复Quartus 异步FIFO 用法说明引言：在现代数字系统设计中，FIFO（先进先出）是一种常见的数据缓冲区，用于解决数据在不同速度的模块之间的数据流问题。
在Quartus 中，异步FIFO 提供了一种灵活和方便的方式来实现数据的缓冲和流控。
本文将逐步介绍Quartus 异步FIFO 的基本用法，帮助读者了解其操作和配置。
第一步：创建FIFO首先，在Quartus 中打开自己的设计项目，选择要创建异步FIFO 的模块。
然后，点击菜单栏中的"Project"，选择"New"，再选择"FIFO MegaWizard"。
接下来，按照提示选择FIFO 的类型、数据位宽和深度等配置参数。
请注意，深度是指FIFO 可以容纳的数据数量。
点击"Next"继续，然后会出现一个界面，该界面将由Quartus 生成FIFO 的RTL（寄存器传输级）代码。
在这个界面上，您可以选择生成的接口样式以及其他自定义选项。
完成配置后，点击"Finish"，Quartus 将自动生成FIFO 的VHDL 或Verilog 代码，并将其添加到项目中。
第二步：添加FIFO 的输入和输出端口一旦FIFO 生成完成并添加到项目中，您需要将其引入到适当的模块中，并为其添加输入和输出端口。
假设我们将FIFO 引入到名为"Top_Module"的模块中，请按照以下步骤进行操作：1. 在"Top_Module"的代码中，将FIFO 的引用添加为一个实例，例如：fifo_inst : entity work.my_fifoport map (clk => internal_clk,reset => reset,wr_data => data_in,wr_en => write_enable,rd_data => data_out,rd_en => read_enable,full => fifo_full,empty => fifo_empty);2. 根据您的设计需要，为FIFO 添加输入和输出信号。
在FPGA中进行fifo配置
今天我们来讨论一下通过Quartus2中的Mega-plugin来配置一个FIFO，这是偏软件的，但是今天我把归为硬件来讲，因为其中有许多是硬件相关联的。
首先我们TOOLS进入配置界面，选择"creat a custome megafuction variation",进入第2页然后在左面点开“memory compiler",然后选择FIFO，同时在右边填入自命名的器件名字。
点下一步，在这一步中要设置FIFO的数据宽度，FIFO的深度，FIFO的类型（同步FIFO还是异步FIFO,他们的区别后面会说到），这要根据你的实际系统来设置，需要注意的是输出数据与输入数据宽度可以不一样，但是他们的宽度不能随便设置，另外FIFO的深度是2的幂，这里你选择同步FIFO与异步FIFO下一步的设置将不一样，点下一步，如果你前面选择了同步FIFO，那么这一步你需要设置FIFO的握手信号与状态信号有full(满），empty （空）,almostfull（几乎满）,almostempty（几乎空）,Asynchronous clear（异步清零），如果你选择了异步FIFO，那么在读与写两边就要单独设置，读写两边均有full, empty, usedwide(使用深度）3个信号，你可以根据你的实际系统来决定需要哪些信号。
点下一步设置两个内容，一个是FIFO的输出的两种形式，一种是传统的同步方式，即你在有readreq='1'的一个周期后才能读取数取，另一种为show ahead，即为你在readreq='0'时，数据口就一直有一个数据，在读取数据时不用等待一个周期。
第二个设置就是综合出FIFO是用一般逻辑单元，还是使用专用的M4K块（当然这需要在该器件有M4K块才可以）。
点下一步重要是选择速度优先还是面积优先。
然后就可以点FINISH了。
你的FIFO就配置完成了，你可以到.bdf文件中去调用FIFO模块，也可以在程序中实例化该模块。
fifo使用
【转】同步FIFO和异步FIFO的Verilog实现2011-10-10 10:59:26| 分类：FPGA学习 | 标签：fifo verilog fpga|举报|字号订阅FIFO是英文First In First Out 的缩写，是一种先进先出的数据缓存器，他与普通存储器的区别是没有外部读写地址线，这样使用起来非常简单，但缺点就是只能顺序写入数据，顺序的读出数据，其数据地址由内部读写指针自动加1完成，不能像普通存储器那样可以由地址线决定读取或写入某个指定的地址。
FIFO一般用于不同时钟域之间的数据传输，比如FIFO的一端是AD数据采集，另一端是计算机的PCI总线，假设其AD采集的速率为16位 100K SPS，那么每秒的数据量为100K×16bit=1.6Mbps,而PCI总线的速度为33MHz，总线宽度32bit,其最大传输速率为 1056Mbps,在两个不同的时钟域间就可以采用FIFO来作为数据缓冲。
另外对于不同宽度的数据接口也可以用FIFO，例如单片机位8位数据输出，而 DSP可能是16位数据输入，在单片机与DSP连接时就可以使用FIFO来达到数据匹配的目的。
FIFO的分类根均FIFO工作的时钟域，可以将FIFO分为同步FIFO和异步FIFO。
同步FIFO是指读时钟和写时钟为同一个时钟。
在时钟沿来临时同时发生读写操作。
异步FIFO是指读写时钟不一致，读写时钟是互相独立的。
FIFO设计的难点 FIFO设计的难点在于怎样判断FIFO的空/满状态。
为了保证数据正确的写入或读出，而不发生益处或读空的状态出现，必须保证FIFO在满的情况下，不能进行写操作。
在空的状态下不能进行读操作。
怎样判断FIFO的满/空就成了FIFO设计的核心问题。
..................................................................... ....................................................................同步FIFO的Verilog代码之一在modlesim中验证过。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
quartus 异步fifo用法
在Quartus中使用异步FIFO，可以通过IP Core Catalog中的"ALTAsyncFIFO"来实现。
以下是使用异步FIFO的步骤：
1. 打开Quartus Prime软件。
点击"File"菜单，选择"New Project"来创建一个新的项目。
2. 在"New Project Wizard"中，选择项目的名称、储存位置和顶层实体的文件。
点击"Next"继续。
3. 在"Add Files"步骤中，添加设计文件，包括顶层实体和其他组件文件。
点击"Next"继续。
4. 在"Family and Device Settings"步骤中，选择您的目标FPGA 器件。
点击"Next"继续。
5. 在"EDA Tool Settings"步骤中，选择Quartus使用的EDA工具。
点击"Next"继续。
6. 在"Summary"步骤中，查看项目设置的摘要。
点击"Finish"完成项目创建。
7. 在Quartus主界面的左侧面板中，点击"IP"选项卡，然后选择"Library"。
在IP Core Library窗口中，搜索"ALTAsyncFIFO"。
8. 在搜索结果中，选择"ALTAsyncFIFO"并点击"OK"来添加该
IP到项目中。
9. 在设计文件中实例化ALTAsyncFIFO组件。
可以使用Quartus的"IP Catalog"来生成实例化代码。
10. 配置ALTAsyncFIFO的参数，包括FIFO大小、输出宽度、寄存器位宽等。
11. 连接适当的信号到ALTAsyncFIFO组件的输入和输出端口。
12. 运行Quartus中的"Analysis & Synthesis"和"Implementation"
工具，以生成逻辑网表和比特流文件。
13. 下载比特流文件到FPGA器件，并验证异步FIFO的功能。
注意：在使用异步FIFO时，需要特别注意时序设计和异步信
号的同步，以确保正确的数据传输和避免异步冲突。