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使用FIFO IP核中的normal mode 和 show-ahead mode解析

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1、在学习FIFO的过程中,通过modesim仿真观测 FIFO 读写时序,遇到了一些问题,于是分享一下自己的心得,主要说一下normal mode 和 show-ahead mode 的问题。
2、normal mode 和 show-ahead mode 这 2 种模式的区别:
    normal mode 是指在读 FIFO 的过程中,当在读时钟上升沿检测到 rdreq (读请求/读使能)信号为高电平,在数据输出端 q 会输出对应数据;
    show-ahead mode 是指在读 FIFO 的过程中,数据输出端 q 输出第一个数据;当 rdreq 的高电平到来时,数据输出端 q 输出第二个数据。
    这 2 中模式的区别在于, show-ahead mode 的输出要比 normal mode 早一拍。
3、我例化了 1 个FIFO 配置如下:
                            写时钟:50MHz;写位宽:16bit。
                            读时钟:100MHz;读位宽:8bit。
    仿真文件实现的功能为先写 256 个从 0 开始的顺序数,写完后开始读这 256 个数据。这里只分析读数据的波形图。
  (1)当我采用 normal mode 模式时:
        


       在rdreq为 1 的第一个上升沿,q 输出之前写入的第一个 16bit 的低 8bit ,用 16 进制表示为 00,在第二个时钟沿输出高 8 位,16 进制表示仍为 00。rdusedw 信号的值在读开始之前为0,在 rdreq 为 1 的第 1 个时钟沿时仍为 0,在第二个时钟沿变为511,即 rdusedw 的变化会延迟一拍输出。rdfull 信号则在 rdreq 为 1 的第一个时钟沿变为 0 ,是立即改变的。
   (2)当采用 show-ahead mode 模式时,只有 q 输出的数据会提前一拍。其他信号时序不变。
        


    可以看出,  在rdreq为 1 的第一个上升沿读出的数据已经为第一个写入的 16bit 的高 8 bit数据,低 8 bit 已经在在rdreq为 1 的第一个上升沿的前一个沿输出。rdusedw 信号的值在rdreq为 1 的第二个上升沿变为 511 。


  1. show ahead 与 normal 是altera器件对fifo接口输出模式的定义;


    而在xilinx 中叫 first word fall through 与 normal ,意思是一样的。


    作者如果想更清楚的表达,可以画一个时序图,更了然。