FPGA基础知识22(基于block ram异步fifo使用)

来自：https://blog.csdn.net/u012719559/article/details/31833289

今天，调用block ram 生成的异步FIFO，怎么操作，FIFO的full标志都为高电平，查阅资料，发现，复位时，需要有一个低电平到高电平的切换，然后，才能真正复位。按照要求，更改tb后，的确好用了，在此记录一下。

最近一个月在使用fifo做一个数据的缓存和不同数据域的同步，用FPGA驱动AD的spi接口，系统中有8片AD，每片AD由两个独立的并行AD通道组成，采样率1Msps，量化位数16bit，每次采集的数据为256bit，xilinx fifo的输入输出最大数据宽度比例为1:8或者8:1，意思就是256bit输入时，输出要大于等于32bit。采集的数据经由fifo缓存以后，通过usb发送给电脑。选用的usb芯片是FTDI公司的ft232h （具体介绍在另外日志上说明）的USB接口芯片，它的数据接口是8位宽度的双向数据总线。由于fifo的32bit输出和usb接口芯片的8bit数据总线之间存在差异，为了解决这个差异，笔者最先考虑到的是通过逻辑来控制对fifo的读，将读取的数据分4次传入usb接口芯片，这种方案尝试了近两周的时间，总是会出现不同程度数据的遗漏，基本上隔几个周期会漏掉一个字节或者两个字节的数据，这里最容易想到的就是逻辑控制上有问题，debug了近一周的时间，没有取得成功。

          最后在fifo的32bit数据输出和8bit usb接口芯片之间再次加入了一个fifo，相当于这个fifo是用于将32bit数据转换成8bit数据输出的。最后的数据传送方式是： 256bit->fifo1->32bit->fifo2->8bit->usb；通过这种方式，数据可以稳定无误的传输。

          本文提及到了两个fifo，所以说说在使用fifo的过程中遇到的那些问题，不过这些问题都是由于没有仔细看ug（user guaid）导致的。

          一、IP的复位问题：

          xilinx 对D触发器的复位采用高电平复位，而不是我们常常喜欢使用的低电平复位。当然，如果使用低电平复位时，编译器会自动的插入一个非门，将边沿翻转一下。但是对于IP情况有所不同，例如下面的代码和RLT示意图：其中wclk_32是写时钟域的时钟信号，always块是一种常用的异步复位同步释放的写法，要注意的是如果产生的nrst_32to8不取反以后给fifo用于复位时，会是一个比较隐晦的错误，数据不能够被写入，fifo的ug上说到，用block ram产生的异步fifo时，要复位才能工作。但是没有提到是高电平复位。IP核是低到高的上升降沿复位，在综合的时候，其不会自动的加入非门（如果采用常用的下降沿低电平方式去复位IP核时），要手动添加非门（在信号前加入“！”）。

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1. reg nrst_32to8,rff;  
2. always @(posedge wclk_32 or negedge nrst)  
3.   if (!nrst)   {nrst_32to8,rff} <= 2'b0;  
4.   else         {nrst_32to8,rff} <= {rff,1'b1};<pre name="code" class="cpp">fifo32to8 ins_fifo32to8 (  
5.   .rst(!nrst_32to8), // input rst  
6.   .wr_clk(wclk_32), // input wr_clk  
7.   .rd_clk(rclk_8), // input rd_clk  
8.   .din(din_32), // input [31 : 0] din  
9.   .wr_en(wen_32), // input wr_en  
10.   .rd_en(ren_8), // input rd_en  
11.   .dout(dout_8), // output [7 : 0] dout  
12.   .full(full_32), // output full  //full_32  
13.   .empty(empty_8), // output empty  
14.   .valid(valid_8), // output valid  
15.   .wr_ack(wr_ack) // output wr_ack  
16. );