在數(shù)字設(shè)計(jì)中，fifo是數(shù)據(jù)操作任務(wù)所需的普遍結(jié)構(gòu)，如跨時鐘域、低延遲內(nèi)存緩沖和總線寬度轉(zhuǎn)換。

XILINX FIFO Generator IP生成先進(jìn)先出（FIFO）存儲器隊(duì)列，特別適于需要按次序進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲和檢索的應(yīng)用。該IP為 FIFO 配置提供優(yōu)化的解決方案，使用少量資源實(shí)現(xiàn)最高的性能（高達(dá) 500MHz）。用戶可自定義：寬度、深度、狀態(tài)標(biāo)志、存儲器類型以及讀寫端口長寬比等。

該IP的主要特性為：

• FIFO 深度可達(dá) 4,194,304 個字
• 原生 FIFO 配置支持從 1 到 1,024 位的 FIFO 數(shù)據(jù)寬度，而 AXI FIFO 配置的該數(shù)據(jù)寬度則高達(dá) 4,096 位
• 非對稱長寬比（讀寫端口比可從 1：8 到 8：1）
• 支持獨(dú)立或通用時鐘域
• 可選存儲器類型（Block RAM、分布式 RAM、移位寄存器或內(nèi)建 FIFO）
• 原生接口或 AXI 接口（AXI4、AXI4-Lite 或 AXI4-Stream）
• 同步或異步復(fù)位選項(xiàng)
• 支持?jǐn)?shù)據(jù)包模式
• 支持糾錯 (ECC) 和注入特性，適用于特定配置
• 支持首字直接通過 (FWFT)
• 支持嵌入式寄存器選項(xiàng)，適用于基于 Block RAM 和內(nèi)建 FIFO 原語的實(shí)現(xiàn)方案
• 支持 — 空／滿、基本空／滿和可編程空／滿信號

原始接口下該IP的接口為：

AXI 接口派生自本來接口fifo，因此它們之間的許多行為是共同的。ready信號是基于FIFO中空間的可用性生成的，并且 保持高位以允許對FIFO進(jìn)行寫操作。只有在FIFO中沒有剩余空間來執(zhí)行額外的寫操作時，ready信號才會被拉低。根據(jù)FIFO中數(shù)據(jù)的可用性生成vaild信號，并保持高電平以允許從 FIFO執(zhí)行讀取。只有當(dāng)沒有數(shù)據(jù)可從 FIFO讀取時，vaild信號才被拉低。AXI接口如下圖：

將information信號映射到Native 接口fifo的din和dout總線上。AXI FIFO的寬度是通過連接AXI接口的所有information信號來確定的。information信號包括所有的AXI 信號，除了有效的和準(zhǔn)備好的握手信號。

XILINX FIFO Generator IP支持Block RAM、分布式 RAM、移位寄存器或內(nèi)建 FIFO，每種ram夠成特性如下：

在ip的gui界面上同樣有上述信息的詳細(xì)描述如下圖，在實(shí)際使用時根據(jù)需要使用的特性，選擇一種合適的底層資源即可。

FPGA使用FIFO最常用的就是跨時鐘域處理，處理流程如下圖。寫時鐘域，根據(jù)限寫使能wr_en產(chǎn)生寫數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)器然后將其轉(zhuǎn)換為gray碼，多bit跨時鐘域到讀側(cè)。讀時鐘域，根據(jù)限讀使能rd_en產(chǎn)生讀數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)器然后將其轉(zhuǎn)換為gray碼，多bit跨時鐘域到讀側(cè)。讀側(cè)根據(jù)自己時鐘域產(chǎn)生的讀計(jì)數(shù)器和跨時鐘域過來的寫計(jì)數(shù)器值，得到fifo內(nèi)的數(shù)據(jù)量，從而產(chǎn)生相應(yīng)的empty/almost empty/prog empty/rd_data_count.寫側(cè)根據(jù)自己時鐘域產(chǎn)生的寫計(jì)數(shù)器和跨時鐘域過來的讀計(jì)數(shù)器值，得到fifo內(nèi)的數(shù)據(jù)量，從而產(chǎn)生相應(yīng)的full/almost full/prog full/wr_data_count.