[发明专利]一种可配置的多进多出FIFO的设计方法及装置

权利要求书

1.一种多进多出FIFO，其特征在于，包括控制单元fifo_ctl和数据存储单元fifo_dp，所述控制单元fifo_ctl和数据存储单元fifo_dp均带有时钟输入信号clk和复位控制信号rst，所述控制单元fifo_ctl的输出端和数据存储单元fifo_dp之间连接有信号wren、读指针rptr和写指针wptr一共三组信号，其中信号wren用于表示每个元素是否要根据输入进行更新；读指针rptr用于表示当前输出的指针；写指针wptr用于表示当前输入的指针；所述数据存储单元fifo_dp带有输入信号data_in和输出信号data_out，所述输入信号data_in的输入带宽为输入宽度*元素宽度，所述输出信号data_out的输出带宽为输出宽度*元素宽度，元素宽度为多进多出FIFO的基本宽度，所述控制单元fifo_ctl的输入信号包括ielem_vld、ielem_cnt、oelem_free，输出信号还包括oelem_valid、emtpy、full、fifo_top_vld，输入信号ielem_vld表示当前周期输入数据是否有效；输入信号ielem_cnt表示当前周期输入数据的有效元素个数；输入信号oelem_free表示当前周期队列下游可接收的元素的个数；输出信号oelem_valid表示当前周期的输出数据是否有效；输出信号emtpy表示FIFO队列是否为空；输出信号full表示当前多进多出FIFO是否已满；输出信号fifo_top_vld表示当前多进多出FIFO中最高输入宽度的位的有效状态。

2.根据权利要求1所述的多进多出FIFO，其特征在于，所述控制单元fifo_ctl输出的读指针rptr表示输出元素的指针位置，随着有效输出而循环增加；写指针wptr表示输入元素的指针位置，根据最后输入的有效元素而循环增加；信号wren根据写指针wptr的值和有效输入元素将对应位置的位置为1，指导数据进入到数据存储单元fifo_dp中；

所述控制单元fifo_ctl包括：

输入转换语句模块BCT，用于将正常二进制编码的输入信号ielem_cnt转变为输入宽度的塔式编码的信号ielem_cnt_dec，N位的塔式编码是指对于二进制表示的x，其从x+1到0位都是为1，其余高位都是为0；

第一状态计算语句模块QVC，用于结合信号ielem_cnt_dec、输入信号ielem_vld和信号queue_vld生成信号queue_vld_inc，信号queue_vld表示当前多进多出FIFO中有效元素个数，信号queue_vld_inc用于表示接收该周期有效的输入元素后多进多出FIFO当前的有效状态；其中，信号queue_vld采用塔式编码，信号queue_vld_inc为将信号queue_vld最左侧的1扩展有效元素的个数；

第二状态计算语句模块QVD，用于根据信号queue_vld_inc输出信号queue_vld_dec_winc，信号queue_vld_dec_winc表示考虑了当前周期有效输入和有效输出以后的FIFO队列有效状态；还用于根据输入信号oelem_free和表示当前多进多出FIFO中有效元素个数的信号queue_vld生成信号queue_vld_dec_woinc，信号queue_vld_dec_woinc表示无有效输入元素时的FIFO队列有效状态的变化；

溢出判断语句模块CO，用于根据queue_vld_inc信号、输入信号oelem_free计算表示是否会发生溢出的信号overflow，如果信号queue_vld_inc右移输入信号oelem_free表示的元素个数后仍然超过多进多出FIFO的深度，则信号overflow就置高表示发生溢出；

选择语句模块MUX，用于在信号overflow的控制选择信号queue_vld_dec_winc或信号queue_vld_dec_woinc作为信号queue_vld_dec，且信号overflow置高时选择信号queue_vld_dec_woinc，否则选择信号queue_vld_dec_winc，信号queue_vld_dec表示本周期最后的队列状态信号；

寄存语句模块FF，用于对信号queue_vld_dec进行寄存器暂存，生成表示当前多进多出FIFO中有效元素个数的信号queue_vld供下个周期使用，且信号full为信号queue_vld的最高位；信号empty为信号queue_vld的最低位取反的结果；信号fifo_top_vld为信号queue_vld中最高输入宽度的指定若干位；信号oelem_valid为输入信号oelem_free与信号queue_vld的与操作的结果。