介紹：

對于fifo來說，H的設(shè)置至關(guān)重要。既要保證功能性，不溢出丟數(shù)，也要保證性能流水。深度設(shè)置過小會影響功能，過大又浪費資源。因此，總結(jié)下fifo設(shè)計中深度H的計算。

一、同步sync fifo

1.1 流控反壓后不溢出

假設(shè)數(shù)據(jù)一直發(fā)，下游一直讀，讀頻率小于寫頻率時，fc（flow control）流控后，最壞的情況下，下游不讀了。此時fifo反壓信號拉高，上游寫ready拉低，此時路上的數(shù)據(jù)需要能存入fifo，稱之為過沖。過沖需要保證路上的數(shù)據(jù)被fifo完全吸收不溢出，因此fifo的深度H=過沖+上水位線TA。

1.2 不斷流

對于同頻同步fifo來說，只要深度大于1，只要保證上游每cycle都有wvalid，fifo讀一定不會斷流，可以實現(xiàn)流水。

當(dāng)引入fc后，極端場景下，當(dāng)達(dá)到反壓水位線后，馬上停止寫入，有一拍的讀出后，反壓撤銷。在讀空fifo之前，必須有fifo的寫入操作，以保證fifo不被讀空，從而產(chǎn)生斷流氣泡。

假設(shè)每cycle都讀，則在讀完反壓水位線深度數(shù)據(jù)時，第一筆寫fifo命令產(chǎn)生。此時，

1）data產(chǎn)生到寫入fifo路上時延N cycle；

2）fc發(fā)生后下一拍產(chǎn)生流控信號，data_gen停止產(chǎn)生data；

3）fc取消后，data_gen下兩拍開始產(chǎn)生data；

4）此過程中每cycle都在讀數(shù)據(jù)。

上述場景下，當(dāng)發(fā)生流控時，過沖的數(shù)據(jù)個數(shù)是N+1，當(dāng)取消流控時，產(chǎn)生數(shù)據(jù)的時延是N+2，因此fifo的深度H=N+1+N+2=2N+3。fifo深度只有大于這個數(shù)據(jù)才不會產(chǎn)生氣泡斷流。

二、異步async fifo

對于fc場景，異步fifo最大的問題是寫讀指針跨時鐘域cdc同步中的時延。如果寫指針同步到rclk為M個時延，讀指針同步到wclk也為M個時延，則fifo深度H=2N+3+M+M=2N+2M+3。此處只是簡單場景，真正計算深度時，還需考慮其它打拍，信號組合邏輯等產(chǎn)生的時延。

編輯：黃飛

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