FIFO閾值如何設定

1、       什麼是FIFO？

FIFO（first in firstout）是一種用暫存器reg或者RAM實現的儲存結構，常用於儲存資料通道中的資料流，採用先入先出的資料，當下遊模組無法及時處理上流模組輸出的資料時，此時需要用FIFO暫存資料，防止資料丟失。

2、       什麼是FIFO閾值

FIFO閾值包含將滿閾值afull_cnt和將空閾值aempty_cnt，當FIFO內包含的資料data_cnt大於等於afull_cnt時，將滿訊號有效（afull為1），afull傳輸給上游模組A，通知上游模組停止傳送資料，防止FIFO傳送溢位，NOTE：將滿閾值afull_cnt的作用是防止FIFO傳送溢位導致資料丟失。將空閾值的作用時防止FIFO空的，即FIFO中沒有有效資料了還會產生讀資料操作。

3、       FIFO將滿閾值如何設定

請看下圖，資料data和有效訊號vld從模組A產生，經過N拍延時，輸入到FIFO，FIFO產生將滿訊號afull，經過M拍延時反饋到模組A，假設模組A接收到afull=1時，立即停止傳送資料。假設FIFO深度為depth_fifo，每拍為一個時鐘週期。

1為了保證FIFO不發生溢位，請問將滿閾值afull_cnt至少應該設定成多少？

2為了充分發揮FIFO的效能，FIFO深度depth應該為多少？

FIFO將滿閾值如何設定：

1）當FIFO中的資料為afull_cnt時，產生afull=1，

2）Afull=1經過M拍到達模組A，此時FIFO中應該有（afull_cnt+M）個數據。

3）Afull=1到達模組A時，模組A立即停止傳送資料，此時電路中還存在N拍資料將陸續送到FIFO中，所以最後FIFO中應該為（afull_cnt+M+N）個數據，

4）為了保證資料不會溢位，所以應該滿足公式depth_fifo>= afull_cnt+M+N,因此，將滿閾值應該至少為depth_fif-（M+N）

FIFO深度depth應該為多少：

若depth_fifo過小，afull有效之後，fifo中儲存的資料將很快被下游資料讀取，而新的資料又無法及時到達FIFO，因此會造成流水氣泡，影響電路效能。

假設M=5 ,N=10，假設depth_fifo=20，則afull_cnt=5, 所以在T時刻，fifo中存了5個數據後afull=1會有效，在之後的15個週期內會陸續存入15個數據。假設下游模組B每個週期讀取FIFO中的一個數據，因為當FIFO內的資料data_cnt小於5時，afull才會無效（為0），因此在T+15和T+30的時刻內，下游電路B只能讀5個數據，因此會造成資料斷流，影響電路效能。

為保證電路效能，在T+15到T+30這個時間段內應該有15個數據可讀，因此afull_cnt應該不小於15（M+N）。所以FIFO深度應該不小於2*（M+N）