與前一段異步FIFO代碼的主要區(qū)別在于，空/滿狀態(tài)標(biāo)志的不同算法。
第一個(gè)算法：Clifford E. Cummings的文章中提到的STYLE #1，構(gòu)造一個(gè)指針寬度為N+1，深度為2^N字節(jié)的FIFO（為便方比較將格雷碼指針轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制指針）。當(dāng)指針的二進(jìn)制碼中最高位不一致而其它N位都 相等時(shí)，F(xiàn)IFO為滿（在Clifford E. Cummings的文章中以格雷碼表示是前兩位均不相同，而后兩位LSB相同為滿，這與換成二進(jìn)制表示的MSB不同其他相同為滿是一樣的）。當(dāng)指針完全相 等時(shí)，F(xiàn)IFO為空。
這種方法思路非常明了，為了比較不同時(shí)鐘產(chǎn)生的指針，需要把不同時(shí)鐘域的信號(hào)同步到本時(shí)鐘域中來(lái)，而使用Gray碼的目的就是使這個(gè)異步同步化的過(guò) 程發(fā)生亞穩(wěn)態(tài)的機(jī)率最小，而為什么要構(gòu)造一個(gè)N+1的指針，Clifford E. Cummings也闡述的很明白，有興趣的讀者可以看下作者原文是怎么論述的，Clifford E. Cummings的這篇文章有Rev1.1 \ Rev1.2兩個(gè)版本，兩者在比較Gray碼指針時(shí)的方法略有不同，個(gè)Rev1.2版更為精簡(jiǎn)。
第二種算法：Clifford E. Cummings的文章中提到的STYLE #2。它將FIFO地址分成了4部分，每部分分別用高兩位的MSB 00 、01、 11、 10決定FIFO是否為going full 或going empty (即將滿或空)。如果寫(xiě)指針的高兩位MSB小于讀指針的高兩位MSB則FIFO為“幾乎滿”，若寫(xiě)指針的高兩位MSB大于讀指針的高兩位MSB則FIFO 為“幾乎空”。
它是利用將地址空間分成4個(gè)象限（也就是四個(gè)等大小的區(qū)域），然后觀察兩個(gè)指針的相對(duì)位置，如果寫(xiě)指針落后讀指針一個(gè)象限（25%的距離，呵呵）， 則證明很可能要寫(xiě)滿，反之則很可能要讀空，這個(gè)時(shí)候分別設(shè)置兩個(gè)標(biāo)志位dirset和dirrst，然后在地址完全相等的情況下，如果dirset有效就 是寫(xiě)滿，如果dirrst有效就是讀空。
這種方法對(duì)深度為2^N字節(jié)的FIFO只需N位的指針即可，處理的速度也較第一種方法快。??
這段是說(shuō)明的原話，算法一，還好理解。算法二，似乎沒(méi)有說(shuō)清楚，不太明白。有興趣的可以查查論文，詳細(xì)研究下。
總之，第二種寫(xiě)法是推薦的寫(xiě)法。因?yàn)楫惒降亩鄷r(shí)鐘設(shè)計(jì)應(yīng)按以下幾個(gè)原則進(jìn)行設(shè)計(jì)：1，盡可能的將多時(shí)鐘的邏輯電路（非同步器）分割為多個(gè)單時(shí)鐘的模塊，這樣有利于靜態(tài)時(shí)序分析工具來(lái)進(jìn)行時(shí)序驗(yàn)證。2，同步器的實(shí)現(xiàn)應(yīng)使得所有輸入來(lái)自同一個(gè)時(shí)鐘域，而使用另一個(gè)時(shí)鐘域的異步時(shí)鐘信號(hào)采樣數(shù)據(jù)。3，面向時(shí)鐘信號(hào)的命名方式可以幫助我們確定那些在不同異步時(shí)鐘域間需要處理的信號(hào)。4，當(dāng)存在多個(gè)跨時(shí)鐘域的控制信號(hào)時(shí)，我們必須特別注意這些信號(hào)，保證這些控制信號(hào)到達(dá)新的時(shí)鐘域仍然能夠保持正確的順序。
module fifo2 (rdata, wfull, rempty, wdata,winc, wclk, wrst_n, rinc, rclk, rrst_n);parameter DSIZE = 8;parameter ASIZE = 4;output [DSIZE-1:0] rdata;output wfull;output rempty;input [DSIZE-1:0] wdata;input winc, wclk, wrst_n;input rinc, rclk, rrst_n;wire [ASIZE-1:0] wptr, rptr;wire [ASIZE-1:0] waddr, raddr;async_cmp #(ASIZE) async_cmp(.aempty_n(aempty_n),.afull_n(afull_n),.wptr(wptr), .rptr(rptr),.wrst_n(wrst_n));fifomem2 #(DSIZE, ASIZE) fifomem2(.rdata(rdata),.wdata(wdata),.waddr(wptr),.raddr(rptr),.wclken(winc),.wclk(wclk));rptr_empty2 #(ASIZE) rptr_empty2(.rempty(rempty),.rptr(rptr),.aempty_n(aempty_n),.rinc(rinc),.rclk(rclk),.rrst_n(rrst_n));wptr_full2 #(ASIZE) wptr_full2(.wfull(wfull),.wptr(wptr),.afull_n(afull_n),.winc(winc),.wclk(wclk),.wrst_n(wrst_n));endmodulemodule fifomem2 (rdata, wdata, waddr, raddr, wclken, wclk);parameter DATASIZE = 8; // Memory data word widthparameter ADDRSIZE = 4; // Number of memory address bitsparameter DEPTH = 1<>1) ^ rbnext; // binary-to-gray conversionalways @(posedge rclk or negedge aempty_n)if (!aempty_n) {rempty,rempty2} <= 2'b11;else {rempty,rempty2} <= {rempty2,~aempty_n};endmodulemodule wptr_full2 (wfull, wptr, afull_n, winc, wclk, wrst_n);parameter ADDRSIZE = 4;output wfull;output [ADDRSIZE-1:0] wptr;input afull_n;input winc, wclk, wrst_n;reg [ADDRSIZE-1:0] wptr, wbin;reg wfull, wfull2;wire [ADDRSIZE-1:0] wgnext, wbnext;//---------------------------------------------------------------// GRAYSTYLE2 pointer//---------------------------------------------------------------always @(posedge wclk or negedge wrst_n)if (!wrst_n) beginwbin <= 0;wptr <= 0;endelse beginwbin <= wbnext;wptr <= wgnext;end//---------------------------------------------------------------// increment the binary count if not full//---------------------------------------------------------------assign wbnext = !wfull ? wbin + winc : wbin;assign wgnext = (wbnext>>1) ^ wbnext; // binary-to-gray conversionalways @(posedge wclk or negedge wrst_n or negedge afull_n)if (!wrst_n ) {wfull,wfull2} <= 2'b00;else if (!afull_n) {wfull,wfull2} <= 2'b11;else {wfull,wfull2} <= {wfull2,~afull_n};endmodule
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