用Verilog HDL语言设计一个同步 FIFO 电路,其中读、写数据位宽为8bit,深度为32。要求给出读空或写满的指示信号。

时间: 2024-02-17 12:03:46 浏览: 39
下面是一个Verilog HDL语言设计的同步FIFO电路,其中读、写数据位宽为8bit,深度为32。该电路使用双字节指针(读指针和写指针)来实现读和写操作,并使用一个计数器来跟踪FIFO中存储的数据数量。当FIFO为空时,读指针等于写指针,并且读空指示信号被置位。当FIFO已满时,写指针等于读指针并且写满指示信号被置位。 ```verilog module fifo( input clk, // 时钟信号 input rst_n, // 复位信号,低电平有效 input we, // 写使能信号 input [7:0] din, // 写数据信号 input re, // 读使能信号 output reg [7:0] dout,// 读数据信号 output reg full, // 写满指示信号 output reg empty // 读空指示信号 ); parameter DEPTH = 32; // FIFO深度 parameter WIDTH = 8; // 数据位宽 reg [7:0] mem [0:DEPTH-1]; // 存储FIFO数据的RAM reg [4:0] wr_ptr; // 写指针 reg [4:0] rd_ptr; // 读指针 reg [4:0] count; // FIFO中当前存储的数据数量 always @(posedge clk or negedge rst_n) begin if(!rst_n) begin wr_ptr <= 0; rd_ptr <= 0; count <= 0; full <= 0; empty <= 1; end else begin if(we && !full) begin // 写操作 mem[wr_ptr] <= din; wr_ptr <= wr_ptr + 1; count <= count + 1; if(wr_ptr == rd_ptr) // FIFO已满 full <= 1; empty <= 0; end else if(re && !empty) begin // 读操作 dout <= mem[rd_ptr]; rd_ptr <= rd_ptr + 1; count <= count - 1; if(rd_ptr == wr_ptr) // FIFO为空 empty <= 1; full <= 0; end end end endmodule ``` 在该Verilog HDL语言设计的FIFO电路中,读写操作都是同步的,即它们都在时钟沿到来时执行。具体实现方式如下: - 写操作:当写使能信号we为高电平时,写入的数据被存储到RAM中,并且写指针wr_ptr递增。如果FIFO已满(即写指针wr_ptr等于读指针rd_ptr),则写满指示信号full被置位。 - 读操作:当读使能信号re为高电平时,RAM中的数据被读取出来,并且读指针rd_ptr递增。如果FIFO为空(即读指针rd_ptr等于写指针wr_ptr),则读空指示信号empty被置位。 在每个时钟周期的末尾,计数器用于更新FIFO中存储的数据数量count。如果该数量等于或超过FIFO深度,则写满指示信号full被置位。如果该数量为零,则读空指示信号empty被置位。 需要注意的是,该Verilog HDL语言设计的FIFO电路中的读写操作都是同步的,因此需要确保读写时钟信号相同并具有相同的相位。此外,还需要确保RAM存储器具有足够的带宽来支持读写操作,以确保FIFO电路的性能和可靠性。

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