fifo循环队列什么实现verilog

下面是一个简单的 Verilog 实现，实现了一个 FIFO 循环队列，包括入队、出队和队列状态查询等功能。代码如下：

module FIFO (
  input clk,
  input rst,
  input wr_en,
  input rd_en,
  input [7:0] data_in,
  output reg [7:0] data_out,
  output reg empty,
  output reg full
);

parameter WIDTH = 8;
parameter DEPTH = 16;

reg [WIDTH-1:0] mem [0:DEPTH-1];
reg [WIDTH-1:0] head;
reg [WIDTH-1:0] tail;
reg [WIDTH-1:0] next_head;
reg [WIDTH-1:0] next_tail;
reg [WIDTH-1:0] count;

assign empty = (count == 0);
assign full = (count == DEPTH);

always @(posedge clk) begin
  if (rst) begin
    head <= 0;
    tail <= 0;
    count <= 0;
  end else begin
    head <= next_head;
    tail <= next_tail;
    count <= count + wr_en - rd_en;
  end
end

always @(*) begin
  next_head = (head + wr_en) % DEPTH;
  next_tail = (tail + rd_en) % DEPTH;
end

always @(posedge clk) begin
  if (wr_en && !full) begin
    mem[head] <= data_in;
  end
end

always @(posedge clk) begin
  if (rd_en && !empty) begin
    data_out <= mem[tail];
  end
end

endmodule

在这个实现中，`WIDTH` 和 `DEPTH` 分别表示队列中每个元素的位宽和队列的深度。`data_in` 和 `data_out` 分别表示入队和出队的数据，`wr_en` 和 `rd_en` 分别表示写入和读取使能信号。`empty` 和 `full` 分别表示队列是否为空和已满。

该实现中使用了一个 `mem` 数组来存储队列中的元素，使用 `head` 和 `tail` 指针来标记队列的头和尾。`count` 变量表示队列中当前元素的数量。在每个时钟周期中，根据 `wr_en` 和 `rd_en` 的值更新队列的状态，并根据 `head` 和 `tail` 的值计算下一次操作时队列头和尾的位置。在写操作时，将 `data_in` 存储在 `mem` 数组中的 `head` 位置；在读操作时，将 `mem` 数组中的 `tail` 位置的值赋给 `data_out`。