在数字系统设计中,FIFO(First In First Out)是一种常用的数据存储结构,它遵循先进先出的原则。在异步通信中,FIFO扮演着重要的角色,用于解决两个不同速度或者时钟域之间的数据传输问题。Verilog是一种硬件描述语言,广泛应用于FPGA(Field Programmable Gate Array)设计。Vivado是Xilinx公司推出的集成开发环境,专门用于FPGA的设计、仿真、综合和编程。 标题中的“FIFO实现异步通信verilog源码vivado”意味着我们将探讨如何使用Verilog语言在Vivado环境下编写FIFO模块,以实现两个异步系统间的通信。以下将详细介绍相关知识点: 1. **FIFO的基本结构**:FIFO通常由一个数据存储器(RAM或ROM)和两个读写指针(Read Pointer和Write Pointer)组成。数据存储器用于存放数据,而指针则跟踪数据的存取位置。 2. **异步通信**:在异步通信中,数据发送端和接收端的时钟可能不同步,因此需要FIFO作为缓冲区来存储数据,确保数据正确传输。FIFO通过独立的读写时钟控制,可以处理这种速度差异。 3. **Verilog语言**:Verilog是一种用于硬件描述的语言,可以用来定义数字系统的结构和行为。在FPGA设计中,Verilog代码可以被综合成逻辑门电路,实现硬件功能。 4. **Vivado工具**:Vivado提供了设计输入、仿真、综合、布局布线和器件编程等一整套流程。在Vivado中,我们可以创建Verilog模块,编写FIFO的源码,然后进行仿真验证,最后在目标FPGA上实现。 5. **FIFO的接口**:FIFO的接口通常包括数据线(Data)、读使能(Read Enable)、写使能(Write Enable)、空标志(Empty)、满标志(Full)和读写地址(Read/Write Address)等信号。这些信号用于控制FIFO的操作和状态检测。 6. **FIFO的设计**:设计一个FIFO通常包括以下几个步骤: - 定义FIFO深度(即存储单元的数量)。 - 设计读写指针的计数逻辑,通常使用模运算(Modulo)来实现循环地址计算。 - 编写读写操作的控制逻辑,处理读写冲突和边界条件。 - 实现数据存储器,可以是分布式RAM或块RAM,取决于FPGA资源。 7. **异步接口处理**:在异步通信中,由于时钟域的不同,需要使用边沿检测器(如DFF with async reset)和同步器(如两阶段锁存器)来确保数据在跨时钟域传输时的正确性。 8. **测试平台与仿真**:为了验证FIFO的功能,需要创建一个测试平台,模拟读写请求,检查FIFO的各种状态和数据传输的正确性。Vivado内置的ModelSim或ISim工具可以进行仿真验证。 9. **综合与实现**:在经过功能验证后,Verilog代码需要进行综合,生成适合目标FPGA的逻辑网表。然后在Vivado的实现步骤中,进行布局布线,优化资源利用,最终生成比特流文件,用于加载到FPGA中。 10. **时序分析**:综合和实现后,Vivado会提供时序分析报告,帮助开发者了解设计的性能,包括时钟周期、建立时间、保持时间和功耗等关键指标。 通过以上知识点,我们可以理解如何使用Verilog在Vivado环境中实现一个FIFO模块,解决异步通信中的数据缓冲问题。实际设计时,还需要考虑FPGA资源的优化和系统的具体需求。
2024-07-10 17:42:24 44.64MB FPGA verilog FIFO
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设计工程师通常在FPGA上实现FIFO(先进先出寄存器)的时候,都会使用由芯片提供商所提供的FIFO。但是,由于其通用性使得其针对性变差,某些情况下会变得不方便或者将增加硬件成本。此时,需要进行自行FIFO设计。本文提供了一种基于信元的FIFO设计方法以供设计者在适当的时候选用。这种方法也适合于不定长包的处理。   FIFO在数字通讯芯片领域中有两个主要的作用,缓冲数据和隔离时钟。对于FIFO的设计,关键的问题是如何实现RAM的读写双方的信息交换。一般情况下,设计者都直接调用厂商为自己的FPGA专门打造的FIFO核。基本单元是FIFO所使用的RAM的读写操作的单元,如一个字
2024-06-01 09:10:05 89KB
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swjtu电子设计自动化(EDA)实验6报告
2024-05-24 14:16:31 5.79MB
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基于Intel(Altera)的Quartus II平台(复制一下就可以很方便地迁移到其他FPGA平台,如Xilinx的Vivado),使用FPGA实现 异步FIFO + 同步FIFO 的工程源码: 1、异步FIFO的设计使用指针法;同步FIFO的设计使用指针法 + 计数器法; 2、详细的设计源码;详细的仿真源码、仿真设置和仿真结果; 3、更详细的说明请参考本人博文《https://wuzhikai.blog.csdn.net/article/details/121136040》及《https://wuzhikai.blog.csdn.net/article/details/121152844》。
2024-05-22 11:34:48 41.71MB fpga开发 FIFO 同步FIFO 异步FIFO
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STM32F103C8T6 最小系统版 基于库函数 驱动无FIFO的OV7670摄像头
2024-04-02 15:50:55 6.47MB stm32 c8t6 ov7670
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STM32F103C8 DMA 串口 FiFO接收
2024-01-29 13:00:09 5.38MB stm32
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概述: FT245 USB FIFO Board是基于FDTI公司的FT245RL[1]设计的模块,可以实现把单片机的并行数据总线D0~D7与外部主机的USB串行总线进行双向数据转换和传输,其数据传输速率最高可达1 MB/s。 功能简介:USB转FIFO 主要特点:VCCIO支持3种供电模式:5V对外供电;3.3V对外供电;由外部供电(要求3.3V-5V) 典型应用:MCU与PC机进行通信(MCU端在软件上使用8位数据接口,而硬件上却能接入PC的USB接口) 主要资源:FT245,USB type A接口,控制接口(包括8位数据线,6个控制线) 资料包括: 电路原理图 USB驱动 相关PDF资料 实物购买链接:https://www.waveshare.net/shop/FT245-USB-FIFO-Board-type-A.htm
2023-12-05 13:38:36 2.63MB ft245 电路方案
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dsp28335 rs485 FIFO接收
2023-11-15 05:33:10 866KB dsp
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编程语言为Verilog,工程包含DAC数模转换、ADC采集、FIFO存储器、UART串口发送等部分。可实现128点连续AD采集,代码中可通过改变FIFO存储器的深度、adc_fifo.v和fifo_uart_tx.v两个模块中的计数器改变采集的点数。系统留出了Start端口,可连接按键,实现一键采样,全程自动采样并且通过串口发送采集到的数据。工程中还添加了整套系统的仿真文件,可通过modelsim实现仿真,代码讲解对应《FPGA学习笔记》专栏下的《数据采集传输系统设计》系列文章。
2023-11-07 10:39:57 3.47MB fpga开发 Verilog AD采集 FIFO存储器
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对于 28XX 串口 SCI FIFO 发送接收 很有帮助
2023-11-06 08:00:17 124KB FIFO 2812
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