常半滿模式下彈性緩沖的結(jié)構(gòu)設計，可以分為接收時鐘域控制、系統(tǒng)時鐘域控制、閥值檢測與同步。接收時鐘域控制包括，寫控制與寫指針控制。系統(tǒng)時鐘域控制包括讀控制與讀指針控制。閥值檢測與同步包括SKP添加刪除閥值與時鐘域之間的同步。

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　　圖 6 常半滿模式彈性緩沖結(jié)構(gòu)

　　3.1 USB3.0中SKP刪除

　　當接收時鐘域的symbol lock有效時，寫使能才可能有效。一直可以寫到FIFO處于半滿狀態(tài)，此時FIFO處于臨界狀態(tài)，讀寫速率的差別將導致不同閥值的觸發(fā)。下圖是SKP對的刪除。

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　　圖 7 SKP對刪除

　　檢測單元用來檢測進入FIFO的數(shù)據(jù)是否為SKP，起到標注SKP窗口的作用，為SKP的刪除提供了窗口。閥值監(jiān)測單元一直監(jiān)測FIFO中有效數(shù)據(jù)的數(shù)量。如果數(shù)量大于刪除閥值(FIFO中有10個有效數(shù)據(jù))，并且SKP窗口有效，那么彈性緩沖暫停指針，屏蔽SKP對，以此來達到刪除SKP對的目的。但是USB3.0中的SKP都是成對出現(xiàn)的，因此刪除SKP對的時候要注意奇偶性。

　　所以采用狀態(tài)機來設計USB3.0中SKP對的刪除，如下圖。當SKP窗口無效的時候，狀態(tài)處于idle;當SKP窗口有效而且刪除閥值觸發(fā)時，狀態(tài)進入了屏蔽狀態(tài);在SKP窗口 有效的情況，屏蔽狀態(tài)持續(xù)到刪除閥值標志無效;當SKP窗口無效，或者刪除閥值標志無效而且被屏蔽SKP個數(shù)是偶數(shù)個，則狀態(tài)返回到idle狀態(tài)。

　　指針屏蔽verilog代碼如下。

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　　3.2 USB3.0中SKP添加

　　SKP添加模塊包括斷點保存、寫指針跳躍與握手、讀指針生成與輸出控制模塊 SKP添加發(fā)生在讀時鐘快于寫時鐘的時候，在正常情況下，彈性緩沖的讀操作與普通的FIFO沒有任何區(qū)別。

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　　圖 9 SKP添加結(jié)構(gòu)

　　3.2.1 斷點保存

　　在常半滿模式下，讀寫指針相差8個時鐘。因此在寫指針發(fā)生事件，要經(jīng)過8個左右的 時鐘才能傳遞到讀指針。在出現(xiàn)SKP窗口的時候，如果添加閥值標志觸發(fā)，則讀指針要經(jīng)過8個時鐘才能添加SKP。

　　對于添加SKP對，讀指針如何才能知道要添加多少呢?因此讀指針需要寫指針去引導。在設計中，采用了斷點保存和握手來解決。在SKP窗口出現(xiàn)和添加閥值標志有效時候，寫指針在此時計算FIFO中的有效數(shù)據(jù)個數(shù)，根據(jù)FIFO中有效數(shù)據(jù)的個數(shù)與8的差距來決定wrptr_nxt所指向的下一個指針點，這就是寫指針跳躍。并且在寫時鐘域把當前的寫指針和下一個所指向的指針點保存起來。在彈性緩沖設計中，讀指針永遠落后于寫指針。

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　　圖 10 寫指針保存斷點