介紹：

對(duì)于fifo來(lái)說(shuō)，H的設(shè)置至關(guān)重要。既要保證功能性，不溢出丟數(shù)，也要保證性能流水。深度設(shè)置過(guò)小會(huì)影響功能，過(guò)大又浪費(fèi)資源。因此，總結(jié)下fifo設(shè)計(jì)中深度H的計(jì)算。

一、同步sync fifo

1.1 流控反壓后不溢出

假設(shè)數(shù)據(jù)一直發(fā)，下游一直讀，讀頻率小于寫(xiě)頻率時(shí)，fc（flow control）流控后，最壞的情況下，下游不讀了。此時(shí)fifo反壓信號(hào)拉高，上游寫(xiě)ready拉低，此時(shí)路上的數(shù)據(jù)需要能存入fifo，稱之為過(guò)沖。過(guò)沖需要保證路上的數(shù)據(jù)被fifo完全吸收不溢出，因此fifo的深度H=過(guò)沖+上水位線TA。

1.2 不斷流

對(duì)于同頻同步fifo來(lái)說(shuō)，只要深度大于1，只要保證上游每cycle都有wvalid，fifo讀一定不會(huì)斷流，可以實(shí)現(xiàn)流水。

當(dāng)引入fc后，極端場(chǎng)景下，當(dāng)達(dá)到反壓水位線后，馬上停止寫(xiě)入，有一拍的讀出后，反壓撤銷。在讀空f(shuō)ifo之前，必須有fifo的寫(xiě)入操作，以保證fifo不被讀空，從而產(chǎn)生斷流氣泡。

假設(shè)每cycle都讀，則在讀完反壓水位線深度數(shù)據(jù)時(shí)，第一筆寫(xiě)fifo命令產(chǎn)生。此時(shí)，

1）data產(chǎn)生到寫(xiě)入fifo路上時(shí)延N cycle；

2）fc發(fā)生后下一拍產(chǎn)生流控信號(hào)，data_gen停止產(chǎn)生data；

3）fc取消后，data_gen下兩拍開(kāi)始產(chǎn)生data；

4）此過(guò)程中每cycle都在讀數(shù)據(jù)。

上述場(chǎng)景下，當(dāng)發(fā)生流控時(shí)，過(guò)沖的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)是N+1，當(dāng)取消流控時(shí)，產(chǎn)生數(shù)據(jù)的時(shí)延是N+2，因此fifo的深度H=N+1+N+2=2N+3。fifo深度只有大于這個(gè)數(shù)據(jù)才不會(huì)產(chǎn)生氣泡斷流。

二、異步async fifo

對(duì)于fc場(chǎng)景，異步fifo最大的問(wèn)題是寫(xiě)讀指針跨時(shí)鐘域cdc同步中的時(shí)延。如果寫(xiě)指針同步到rclk為M個(gè)時(shí)延，讀指針同步到wclk也為M個(gè)時(shí)延，則fifo深度H=2N+3+M+M=2N+2M+3。此處只是簡(jiǎn)單場(chǎng)景，真正計(jì)算深度時(shí)，還需考慮其它打拍，信號(hào)組合邏輯等產(chǎn)生的時(shí)延。

編輯：黃飛

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