用verilog写个异步fifo

我不太懂Verilog，但我可以给你一些参考资料，希望这能帮助你实现你的目标： Pudn.com上的Verilog FIFO代码：http://www.pudn.com/downloads157/sourcecode/verilog/detail945424.html，以及Designing an Asynchronous FIFO Using Verilog介绍：https://www.xilinx.com/support/documentation/application_notes/xapp463.pdf。

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用verilog写一个异步fifo

下面是一个简单的Verilog代码实现异步FIFO，深度为4，宽度为8位：

module async_fifo (
  input clk,
  input rst,
  input wr_en,
  input rd_en,
  input [7:0] wr_data,
  output reg [7:0] rd_data,
  output reg full,
  output reg empty
);

  reg [7:0] fifo [0:3];
  reg wr_ptr = 2'b00;
  reg rd_ptr = 2'b00;

  always @(posedge clk) begin
    if (rst) begin
      wr_ptr <= 2'b00;
      rd_ptr <= 2'b00;
      rd_data <= 8'h00;
      full <= 1'b0;
      empty <= 1'b1;
    end else begin
      if (wr_en && !full) begin
        fifo[wr_ptr] <= wr_data;
        wr_ptr <= wr_ptr + 1;
        full <= (wr_ptr == rd_ptr);
        empty <= 1'b0;
      end
      if (rd_en && !empty) begin
        rd_data <= fifo[rd_ptr];
        rd_ptr <= rd_ptr + 1;
        empty <= (rd_ptr == wr_ptr);
        full <= 1'b0;
      end
    end
  end

endmodule

在这个实现中，我们使用了一个8位的数组来存储数据，wr_ptr和rd_ptr变量用于指向写和读的位置。当写入时，我们将数据存储在fifo数组的当前wr_ptr位置，并将wr_ptr递增。如果FIFO满了，我们将设置full标志。当读取时，我们将数据从fifo数组的当前rd_ptr位置读取，并将rd_ptr递增。如果FIFO为空，我们将设置empty标志。

需要注意的是，在异步FIFO中，写入和读取时钟不同步，因此需要使用两个不同的时钟输入进行操作。同时，由于读取和写入指针是异步更新的，因此可能会出现读取和写入指针重叠的情况。为了避免这种情况，我们在实现中使用了full和empty标志来检测FIFO的状态。

使用verilog写一个异步fifo

A：以下是使用verilog编写异步FIFO的示例代码：

module async_fifo #(parameter ADDR_WIDTH = 4,
parameter DATA_WIDTH = 8) (
input clk,
input rst_n,
input wr_en,
input rd_en,
input [DATA_WIDTH-1:0] data_in,
output reg [DATA_WIDTH-1:0] data_out,
output reg [ADDR_WIDTH-1:0] rd_ptr,
output reg [ADDR_WIDTH-1:0] wr_ptr,
output reg empty,
output reg full
);

reg [DATA_WIDTH-1:0] mem[2**ADDR_WIDTH];
reg [ADDR_WIDTH-1:0] wr_ptr_next;
reg [ADDR_WIDTH-1:0] rd_ptr_next;
wire [ADDR_WIDTH-1:0] wr_ptr_plus_1;
wire [ADDR_WIDTH-1:0] rd_ptr_plus_1;

// Wr_ptr_next keeps write pointer moving with every clock cycle
always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
if(~rst_n) begin
wr_ptr_next <= '0;
end else if(wr_en && ~full) begin
wr_ptr_next <= wr_ptr_plus_1;
end
end

// Rd_ptr_next keeps read pointer moving with every clock cycle
always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
if(~rst_n) begin
rd_ptr_next <= '0;
end else if(rd_en && ~empty) begin
rd_ptr_next <= rd_ptr_plus_1;
end
end

// Wr_ptr_plus_1 and rd_ptr_plus_1 calculate write and read pointers
// for the next clock cycle
assign wr_ptr_plus_1 = wr_ptr == 2**ADDR_WIDTH-1 ? '0 : wr_ptr + 1;
assign rd_ptr_plus_1 = rd_ptr == 2**ADDR_WIDTH-1 ? '0 : rd_ptr + 1;

// Data_in is written to the memory when write enable is asserted
always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
if(~rst_n) begin
mem[0] <= '0;
end else if(wr_en && ~full) begin
mem[wr_ptr] <= data_in;
end
end

// Data_out is read from the memory when read enable is asserted
always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
if(~rst_n) begin
data_out <= '0;
end else if(rd_en && ~empty) begin
data_out <= mem[rd_ptr];
end
end

// Empty and full flags are updated based on the write and read pointers
always @(wr_ptr, rd_ptr) begin
empty = wr_ptr == rd_ptr;
full = wr_ptr_plus_1 == rd_ptr;
end

// Write and read pointers are updated with the values from Wr_ptr_next
// and Rd_ptr_next in the next clock cycle
always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
if(~rst_n) begin
wr_ptr <= '0;
rd_ptr <= '0;
end else begin
wr_ptr <= wr_ptr_next;
rd_ptr <= rd_ptr_next;
end
end
endmodule

在这个异步FIFO模块中，我们定义了12个输入和输出端口。其中，clk和rst_n是用于时钟和重置的输入信号，wr_en和rd_en用于控制写和读操作的输入信号，data_in和data_out表示要写入和读取的数据，wr_ptr和rd_ptr是写和读指针，empty和full表示FIFO是否为空和满。

在模块中，我们使用一个数组来保存FIFO数据，使用wr_ptr和rd_ptr来指示写和读操作的位置。当写使能wr_en被激活并且FIFO未满时，新数据会被写入到FIFO中；当读使能rd_en被激活并且FIFO非空时，数据会被读取并输出。

除此之外，异步FIFO还必须包括处理wr_ptr和rd_ptr的指针逻辑，以及更新empty和full状态的逻辑。这些逻辑在代码中也有包含，具体细节请查看代码。