專利名稱：一種先進(jìn)先出存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域，尤其涉及一種集成電路的數(shù)據(jù)傳輸先進(jìn)先 出存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)方法及裝置。
背景技術(shù)：
數(shù)據(jù)緩沖單元在實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)時(shí)，是一個(gè)不可或缺的硬件單元。在FPGA (Field Programmable Gate Array,現(xiàn)場可編程門陣列)和ASIC (專 用集成電路)中，各大廠家都已經(jīng)開發(fā)出了自己的FIFO ( First In First Out, 先進(jìn)先出存儲(chǔ)器)單元供用戶使用，包括同步FIFO和異步FIFO模塊。為 了保證數(shù)據(jù)正確的寫入或讀出，而不發(fā)生溢出或讀空的狀態(tài)出現(xiàn),必須保證 FIFO在滿的情況下，不能進(jìn)行寫操作；并且在空的狀態(tài)下不能進(jìn)行讀操作。 因此，F(xiàn)IFO設(shè)計(jì)的難點(diǎn)在于怎樣判斷FIFO的空/滿狀態(tài)。傳統(tǒng)的FIFO單元的接口結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中，F(xiàn)IFO101:傳統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式下的FIFO單元，其使用寄存器組實(shí)現(xiàn)，沒有 地址總線，僅能提供"空"和"滿"信號(hào)，部分FIFO可以提供"將空，，和"將滿" 信號(hào)；滿信號(hào)102:此FIFO的數(shù)據(jù)空間是否已經(jīng)滿，即全都寫滿數(shù)據(jù)，如果 是，則此信號(hào)拉高；將滿信號(hào)103:此FIFO的數(shù)據(jù)空間是否即將滿，即僅剩余一個(gè)數(shù)據(jù)深 度可以寫入，如果是，則此信號(hào)拉高；數(shù)據(jù)和控制信號(hào)104:包括寫信號(hào)、寫數(shù)據(jù)總線等的其它控制信號(hào)；空信號(hào)105:此FIFO的數(shù)據(jù)空間是否已經(jīng)空，即數(shù)據(jù)全部讀出，如果是，則此信號(hào)拉高；將空信號(hào)106:此FIFO的數(shù)據(jù)空間是否即將空，即僅剩余一個(gè)數(shù)據(jù)深 度可以讀出，如果是，則此信號(hào)拉高；數(shù)據(jù)和控制信號(hào)107:包括讀信號(hào)、讀數(shù)據(jù)總線等的其它控制信號(hào)。在這種傳統(tǒng)的FIFO接口結(jié)構(gòu)中，有一個(gè)最大的缺陷控制信號(hào)過于簡 單。由于FIFO單元的彩:據(jù)寫入和讀出位置對(duì)于用戶來說是不可見的，也就 是說，用戶在寫入或者讀出數(shù)據(jù)的過程中，除非已經(jīng)到達(dá)寫滿或者將要寫 滿、讀空或者將要讀空的情況，否則是不知道FIFO還有多少數(shù)據(jù)深度剩余 和被使用了的。但是在某些數(shù)據(jù)傳輸情況下，比如，數(shù)據(jù)需要成塊寫入或 者讀出的情況下，F(xiàn)IFO僅僅提供上述幾個(gè)信號(hào)是不夠的，用戶可能需要知 道此FIFO的剩余數(shù)據(jù)空間，或者試圖指定一個(gè)滿信號(hào)或空信號(hào)的預(yù)定值， 在傳輸塊數(shù)據(jù)或者組數(shù)據(jù)時(shí)，希望提前對(duì)FIFO的空滿狀態(tài)進(jìn)行判斷。'綜上 所述，由于FIFO單元在可控制功能上的缺陷，導(dǎo)致用戶的操作受到了限制。因此，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，需要改進(jìn)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種先進(jìn)先出存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)方法及裝置，通過對(duì) 讀地址和寫地址的判斷，生成預(yù)定義滿狀態(tài)的信號(hào)和預(yù)定義空狀態(tài)的信號(hào)， 使得用戶可以提前對(duì)FIFO的空滿狀態(tài)進(jìn)行判斷。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種先進(jìn)先出存儲(chǔ)器裝置，其包括存儲(chǔ)器、寫地址控制器、讀地址控 制器，所述存儲(chǔ)器分別與所述寫地址控制器和所述讀地址控制器連接；其 中，還包括比較器和減法器；其中，所述比較器分別與所述寫地址控制器 和所述讀地址控制器連接，并且通過所述減法器連接所述存儲(chǔ)器；所述存 儲(chǔ)器是至少雙端口存儲(chǔ)器；所述減法器用于將所述存儲(chǔ)器的指針差值減去 零，得到已使用深度；所述比較器用于將所述已使用深度分別與存儲(chǔ)器深度、預(yù)定義滿數(shù)值進(jìn)行比較，得到滿、將滿、預(yù)定義滿狀態(tài)信號(hào)，并反饋到所述寫地址控制器；還用于將所述已使用深度與0進(jìn)行比較，得到空、 將空狀態(tài)信號(hào)，并反饋到所述讀地址控制器；所述寫地址控制器還用于把 滿、將滿、預(yù)定義滿信號(hào)反饋到外部；所述讀地址控制器還用于把空、將 空信號(hào)反饋到外部。所述的先進(jìn)先出存儲(chǔ)器裝置，其中，所述減法器還用于將存儲(chǔ)器深度 減去所述指針差值，得到剩余深度；并且，所述比較器還用于將所述剩余 深度與預(yù)定義空數(shù)值進(jìn)行比較，得到預(yù)定義空狀態(tài)信號(hào)，并反饋到所述讀 地址控制器；所述讀地址控制器還用于把預(yù)定義空狀態(tài)信號(hào)反饋到外部。所述的先進(jìn)先出存儲(chǔ)器裝置，其中，所述比較器還用于將所述剩余深 度與0進(jìn)行比較，得到滿、將滿狀態(tài)信號(hào)，并反饋到所述寫地址控制器； 還用于將所述剩余深度與存儲(chǔ)器深度進(jìn)行比較，得到空、將空狀態(tài)信號(hào)， 并反饋到所述讀地址控制器。所述的先進(jìn)先出存儲(chǔ)器裝置，其中，所述預(yù)定義滿數(shù)值和所述預(yù)定義 空數(shù)值為用戶設(shè)置。所述的先進(jìn)先出存儲(chǔ)器裝置，其中，所述比較器通過數(shù)據(jù)總線分別與 所述寫地址控制器和所述讀地址控制器連接，由數(shù)據(jù)總線定義所述預(yù)定義 滿數(shù)值和所述預(yù)定義空數(shù)值。所述的先進(jìn)先出存儲(chǔ)器裝置，其中，其還包括與所述比較器相連接的 寄存器，用于存儲(chǔ)所述預(yù)定義滿數(shù)值和所述預(yù)定義空數(shù)值。一種先進(jìn)先出存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)方法，應(yīng)用在包括比較器和減法器的先進(jìn)先 出存儲(chǔ)器裝置中，其包括步驟，Al、讀地址控制單元和寫地址控制單元分 別將讀指針地址和寫指針地址送到所述減法器，進(jìn)行減法操作，得到指針 差值；A2、所述減法器將所述指針差值減零，得到已使用深度，并送到所 述比較器；A3、所述比較器將所述已使用深度分別與存儲(chǔ)器深度、預(yù)定義 滿數(shù)值進(jìn)行比較，得到滿、將滿、預(yù)定義滿狀態(tài)信號(hào)，并反饋到所述寫地址控制器；A4、所述比較器將所述已使用深度與0進(jìn)行比較，得到空、將 空狀態(tài)信號(hào)，并反饋到所述讀地址控制器；A5、讀地址控制單元或?qū)懙刂?控制單元將各狀態(tài)信號(hào)反饋到外部。所述的先進(jìn)先出存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)方法，其中，在步驟A2還包括步驟所述 減法器將存儲(chǔ)器深度減去所述指針差值，得到剩余深度，并送到所述比較 器；并且，步驟A4還包括步驟所述比較器將所述剩余深度與預(yù)定義空數(shù) 值進(jìn)行比較，得到預(yù)定義空狀態(tài)信號(hào)，并反饋到所述讀地址控制器。所述的先進(jìn)先出存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)方法，其中，在步驟A3中，所述比較器將 所述剩余深度與0進(jìn)行比較，得到滿、將滿狀態(tài)信號(hào)，并反饋到所述寫地 址控制器。所述的先進(jìn)先出存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)方法，其中，在步驟A4中，所迷比較器將 所述剩余深度與存儲(chǔ)器深度進(jìn)行比較，得到空、將空狀態(tài)信號(hào)，并反饋到 所述讀地址控制器。所述的先進(jìn)先出存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)方法，其中，在步驟A1之前，還包括步驟 用戶設(shè)置所述預(yù)定義滿數(shù)值。所述的先進(jìn)先出存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)方法，其中，在步驟A1之前，還包括步驟 用戶設(shè)置所述預(yù)定義空數(shù)值。所述的先進(jìn)先出存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)方法，其中，步驟A6中，所述讀地址控制 單元或?qū)懙刂房刂茊卧獙⒏鳡顟B(tài)信號(hào)反饋到用戶。所述的先進(jìn)先出存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)方法，其中，所述方法還包括步驟A7、 用戶根據(jù)各狀態(tài)信號(hào)，將寫信號(hào)和讀信號(hào)分別發(fā)送到寫地址控制單元和讀 地址控制單元；A8、寫地址控制單元得到寫信號(hào)，向存儲(chǔ)器寫入數(shù)據(jù)；A9、 讀地址控制單元得到讀信號(hào)，從存儲(chǔ)器讀出數(shù)據(jù)。采用上述方案，本發(fā)明通過對(duì)讀地址和寫地址的判斷，生成預(yù)定義滿 狀態(tài)的信號(hào)和預(yù)定義空狀態(tài)的信號(hào)，使得用戶可以提前對(duì)FIFO的空滿狀態(tài) 進(jìn)行判斷，提高了系統(tǒng)的預(yù)處理能力；由于在FIFO中加入了更多的狀態(tài)，使得對(duì)于數(shù)據(jù)緩存FIFO的控制更加完善和方便。在進(jìn)行FPGA或者ASIC 進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于需要使用FIFO進(jìn)行數(shù)據(jù)緩存的情況，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù) 自己的需要選擇當(dāng)剩余空間不足一定數(shù)量時(shí)，例如一個(gè)報(bào)文的長度或者一 組有效數(shù)據(jù)的長度，選擇停止寫入數(shù)據(jù)，這樣可以保證每次寫入的數(shù)據(jù)都 是完整的報(bào)文；同樣，在讀出數(shù)據(jù)的時(shí)候亦如此，可以保證每次讀出的都 是完整的報(bào)文。本發(fā)明的裝置可以構(gòu)成同步FIFO或異步FIFO,應(yīng)用在基 于ASIC、 FPGA等技術(shù)領(lǐng)域的設(shè)備中，尤其適用于通信和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。


圖l為現(xiàn)有技術(shù)的FIFO接口結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明裝置的 一種FIFO接口結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明裝置的 一種FIFO內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明方法的FIFO返回信號(hào)的一種實(shí)現(xiàn)方法示意圖；圖5是本發(fā)明方法的一種預(yù)定義滿狀態(tài)實(shí)現(xiàn)方式示意圖；圖6是本發(fā)明方法的一種預(yù)定義空狀態(tài)實(shí)現(xiàn)方式示意圖；圖7是本發(fā)明方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
以下對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例加以詳細(xì)說明。如圖2所示，本發(fā)明提供了一種先進(jìn)先出存儲(chǔ)器裝置，增強(qiáng)了對(duì)FIFO 的控制功能，其包括存儲(chǔ)器(RAM)、寫地址控制器、讀地址控制器，所述 存儲(chǔ)器分別與所述寫地址控制器和所述讀地址控制器連接；其還包括比較 器和減法器。其中，所述比較器分別與所述寫地址控制器和所述讀地址控制器連接， 并且通過所述減法器連接所述存儲(chǔ)器。采用雙口 RAM作為數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)單 元，與雙口 RAM的寫地址控制單元、雙口 RAM的讀地址控制單元和減法器單元有接口；雙口 RAM寫地址控制單元與雙口 RAM和比較器單元有接 口，將狀態(tài)輸出到比較器；雙口 RAM讀地址控制單元與雙口 RAM和比較 器單元有接口，將狀態(tài)輸出到比較器；減法器單元只與雙口 RAM和比較器 單元有接口；比較器單元產(chǎn)生空滿等狀態(tài)，它與減法器單元、雙口RAM寫 地址控制單元、雙口 RAM讀地址控制單元都有接口 ，并將狀態(tài)送到雙口 RAM讀/寫地址控制單元。其中，所述存儲(chǔ)器是至少雙端口存儲(chǔ)器；在FIFO中，雙端口存儲(chǔ)器較 為常用，其中一個(gè)端口用于寫入數(shù)據(jù)，而另一個(gè)端口用于讀出數(shù)據(jù)?？梢?同時(shí)對(duì)存儲(chǔ)器字存儲(chǔ)單元進(jìn)行寫入和讀出操作。由于本發(fā)明必須分別通過 對(duì)讀地址和寫地址的判斷，生成預(yù)定義滿和預(yù)定義空的信號(hào)；因此，使用 具備至少兩個(gè)端口的存儲(chǔ)器是必須的。為了使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)起來簡單，本發(fā)明 所述裝置可以使用一個(gè)雙口 RAM作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的核心，該雙口 RAM的存 儲(chǔ)容量(深度)視情況而定，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)改進(jìn)的FIFO單元。該雙口 RAM的時(shí)鐘分別由雙口 RAM寫地址控制單元和雙口 RAM讀地址控制單 元提供，由讀、寫單元進(jìn)行控制。實(shí)際上，本發(fā)明的裝置和方法也可以用 于三端口存儲(chǔ)器或多端口存儲(chǔ)器中，本發(fā)明對(duì)此并無任何限制。所述比較器用于比較所述存儲(chǔ)器的讀指針和寫指針，得到指針差值。所述減法器用于將所述存儲(chǔ)器的指針差值減去零，得到已使用深度； 所述減法器還可以用于將存儲(chǔ)器深度減去所述指針差值，得到剩余深度。并且，所述比較器還用于將所述已使用深度分別與存儲(chǔ)器深度、預(yù)定 義滿數(shù)值進(jìn)行比較，得到滿、將滿、預(yù)定義滿狀態(tài)信號(hào)，并反饋到所述寫 地址控制器。當(dāng)所述已使用深度等于存儲(chǔ)器深度時(shí)，得到滿狀態(tài)信號(hào)；當(dāng) 所述已使用深度僅比存儲(chǔ)器深度少1時(shí)，即僅剩余一個(gè)數(shù)據(jù)深度可以寫入 時(shí)，得到將滿狀態(tài)信號(hào)；當(dāng)所述已使用深度等于預(yù)定義滿數(shù)值時(shí)，得到預(yù) 定義滿狀態(tài)信號(hào)。并且，所述比較器還用于將所述已使用深度與0進(jìn)行比較，得到空、將空狀態(tài)信號(hào)，并反饋到所述讀地址控制器。當(dāng)所述已使用深度等于o時(shí)， 得到空狀態(tài)信號(hào)；當(dāng)所述已使用深度僅比o多l(xiāng)時(shí)，即僅剩余一個(gè)數(shù)據(jù)深 度可以讀出時(shí)，得到將空狀態(tài)信號(hào)。并且，當(dāng)所述比較器得到減法器傳來的剩余深度時(shí)，所述比較器還可 以用于將所述剩余深度與預(yù)定義空數(shù)值進(jìn)行比較，得到預(yù)定義空狀態(tài)信號(hào)， 并反饋到所述讀地址控制器。此時(shí)，所述比較器還可以用于將所述剩余深度與o進(jìn)行比較，得到滿、 將滿狀態(tài)信號(hào)，并反饋到所述寫地址控制器；還用于將所述剩余深度與存 儲(chǔ)器深度進(jìn)行比較，得到空、將空狀態(tài)信號(hào)，并反饋到所述讀地址控制器。所述寫地址控制器用于完成雙口 RAM的寫操作，并把滿、將滿、預(yù)定 義滿信號(hào)反饋到外部，這樣，對(duì)于外部使用的用戶來說，看到的是滿信號(hào)， 而不是地址總線，操作的就是FIFO,而不是RAM。所述讀地址控制器用于完成雙口 RAM的讀操作，并把空、將空、.預(yù)定 義空信號(hào)反饋到外部。具體的反饋方式，本發(fā)明對(duì)此并無限制。其中，所述預(yù)定義滿數(shù)值和所述預(yù)定義空數(shù)值由用戶設(shè)置，這樣，可 以為FIFO結(jié)構(gòu)添加了更多的信息，能夠反饋給用戶更多的可控制信號(hào)。所述的先進(jìn)先出存儲(chǔ)器裝置，對(duì)于所述預(yù)定義滿數(shù)值和所迷預(yù)定義空 數(shù)值，可以由所述比較器通過數(shù)據(jù)總線分別與所述寫地址控制器和所述讀 地址控制器連接，由數(shù)據(jù)總線定義所述預(yù)定義滿數(shù)值和所述預(yù)定義空數(shù)值； 也可以設(shè)置與所述比較器相連接的寄存器，用于存儲(chǔ)所述預(yù)定義滿數(shù)值和 所述預(yù)定義空數(shù)值。所述的先進(jìn)先出存儲(chǔ)器裝置，其中，所述寫地址控制器的時(shí)鐘和所述 讀地址控制器的時(shí)鐘是不同源的時(shí)鐘。雙口 RAM寫地址控制單元和雙口 RAM讀地址控制單元提供的時(shí)鐘可以是同源的，也可以是不同源的，對(duì)于 同源的情況，將構(gòu)成同步FIFO，對(duì)于不同源的情況，則構(gòu)成異步FIFO，本 發(fā)明對(duì)此并無任何限制。如圖7所示，本發(fā)明還提供了一種先進(jìn)先出存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)方法，應(yīng)用在包括比較器和減法器的先進(jìn)先出存儲(chǔ)器裝置中，其包括步驟，Al、讀地址控制單元和寫地址控制單元分別將讀指針地址和寫指針地 址送到所述減法器，進(jìn)行減法操作，得到指針差值；其中，所述寫地址控 制器的時(shí)鐘和所述讀地址控制器的時(shí)鐘可以是同源的時(shí)鐘或者是不同源的 時(shí)鐘。當(dāng)讀指針和寫指針相等也就是指向同一個(gè)內(nèi)存位置時(shí)，F(xiàn)IFO可能處 于滿或空兩種狀態(tài)?？梢酝ㄟ^不同的方法判斷或區(qū)分FIFO究竟是處于滿狀 態(tài)還是空狀態(tài)，也就是說究竟是寫指針從后趕上了讀指針，還是讀指針從后 趕上了寫指針。具體的實(shí)現(xiàn)方法屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不作贅述。其中，在步驟A1之前，還可以包括步驟用戶設(shè)置所述預(yù)定義滿數(shù)值 和/或設(shè)置所述預(yù)定義空數(shù)值。所述設(shè)置，可以通過設(shè)置數(shù)據(jù)總線來實(shí)現(xiàn)， 包括設(shè)置預(yù)定義滿數(shù)值總線和預(yù)定義空數(shù)值總線；也可以通過將所述預(yù)定 義滿數(shù)值和/或所述預(yù)定義空數(shù)值存儲(chǔ)在寄存器上來實(shí)現(xiàn)，本發(fā)明對(duì)此并無 額外限制。A2、所述減法器將所述指針差值減零，得到已使用深度，并送到所述 比較器。此時(shí)，在A2步驟中，所述減法器還可以將RAM深度減去所述指 針差值，得到剩余深度，并送到所述比較器。A3、所述比較器將所述已使用深度分別與存儲(chǔ)器深度、預(yù)定義滿數(shù)值 進(jìn)行比較，得到滿、將滿、預(yù)定義滿狀態(tài)信號(hào)，并反饋到所述寫地址控制 器；還可以包括得到未滿狀態(tài)信號(hào)，并且反饋到所述寫地址控制器，本發(fā) 明對(duì)此并無額外限制。當(dāng)所述比較器得到剩余深度時(shí)，步驟A3還可以包括 步驟所述比較器將所述剩余深度與0進(jìn)行比較，得到滿、將滿狀態(tài)信號(hào)， 并反饋到所述寫地址控制器。A4、所述比較器將所述已使用深度與0進(jìn)行比較，得到空、將空狀態(tài) 信號(hào)，并反饋到所述讀地址控制器；還可以包括得到非空狀態(tài)信號(hào)，并且 反饋到所述讀地址控制器，本發(fā)明對(duì)此并無額外限制。當(dāng)所述比較器得到剩余深度時(shí)，步驟A4還可以包括步驟所述比較器將所述剩余深度與預(yù)定 義空數(shù)值進(jìn)行比較，得到預(yù)定義空狀態(tài)信號(hào)，并反^Jt到所述讀地址控制器。 并且，所述比較器還可以將所述剩余深度與存儲(chǔ)器深度進(jìn)行比較，得到空、 將空狀態(tài)信號(hào)，并反饋到所述讀地址控制器。A5、讀地址控制單元或?qū)懙刂房刂茊卧獙⒏鳡顟B(tài)信號(hào)反饋到外部，其 中，所述讀地址控制單元或?qū)懙刂房刂茊卧梢詫⒏鳡顟B(tài)信號(hào)直接或間接 地反饋到用戶。此時(shí)，所述的先進(jìn)先出存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)方法，還包括步驟A7、用戶根據(jù)各狀態(tài)信號(hào)，將寫信號(hào)和讀信號(hào)分別發(fā)送到寫地址控制 單元和讀地址控制單元；A8、寫地址控制單元得到寫信號(hào)，向存儲(chǔ)器寫入數(shù)據(jù)； -A9、讀地址控制單元得到讀信號(hào)，從存儲(chǔ)器讀出數(shù)據(jù)。本發(fā)明改進(jìn)的一種FIFO接口結(jié)構(gòu)如圖2所示，具體說明如下滿信號(hào)102:此FIFO的數(shù)據(jù)空間是否已經(jīng)滿(全都寫入數(shù)據(jù))，如果 是，則此信號(hào)拉高，與傳統(tǒng)FIFO的相同；將滿信號(hào)103:此FIFO的數(shù)據(jù)空間是否即將滿(只剩余一個(gè)數(shù)據(jù)深度 可以寫入)，如果是，則此信號(hào)拉高，與傳統(tǒng)FIFO的相同；數(shù)據(jù)和控制信號(hào)104:包括寫信號(hào)、寫數(shù)據(jù)總線等的其它控制信號(hào)，與 傳統(tǒng)FIFO的相同；空信號(hào)105:此FIFO的數(shù)據(jù)空間是否已經(jīng)空(凄t據(jù)全部讀出)，如果 是，則此信號(hào)l立高，與傳統(tǒng)FIFO的相同；將空信號(hào)106:此FIFO的數(shù)據(jù)空間是否即將空(只剩余一個(gè)數(shù)據(jù)深度 可以讀出)，如果是，則此信號(hào)拉高，與傳統(tǒng)FIFO的相同；數(shù)據(jù)和控制信號(hào)107:包括讀信號(hào)、讀數(shù)據(jù)總線等的其它控制信號(hào)，與 傳統(tǒng)FIFO的相同；FIFO201:即本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的FIFO單元；預(yù)定義滿信號(hào)202:此FIFO的數(shù)據(jù)空間是否預(yù)定義滿(剩余數(shù)據(jù)深度小于等于預(yù)定義數(shù)值)，如果是，則此信號(hào)拉高；預(yù)定義空信號(hào)203:此FIFO的數(shù)據(jù)空間是否預(yù)定義空(可讀出數(shù)據(jù)深 度小于等于預(yù)定義數(shù)值)，如果是，則此信號(hào)拉高；預(yù)定義滿數(shù)值總線204 (即數(shù)據(jù)總線)預(yù)定義滿狀態(tài)的參考值，F(xiàn)IFO 剩余深度小于等于此值的時(shí)候?yàn)轭A(yù)定義滿狀態(tài)；預(yù)定義空數(shù)值總線205:預(yù)定義空狀態(tài)的參考值，F(xiàn)IFO可讀深度小于 等于此值的時(shí)候?yàn)轭A(yù)定義空狀態(tài)。本發(fā)明中實(shí)現(xiàn)的一種FIFO內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3所示，具體說明如下FIFO201:即圖2所示的本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的FIFO單元；雙口 RAM301:用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的載體，可以只是普通的雙口 RAM,用 于構(gòu)成同步或者異步FIFO，該雙口 RAM301的時(shí)鐘分別由雙口 RAM寫地 址控制單元304和雙口 RAM讀地址控制單元305提供，由二者進(jìn)行控制；減法器單元302:進(jìn)行減法操作，將當(dāng)前的雙口 RAM指針差值減去零 或者與RAM深度相減，得到已使用的和剩余的地址空間大小，并將數(shù)值送 到比較器單元303;比較器單元303:比較得到當(dāng)前的雙口 RAM指針差值；并將雙口 RAM 的已使用深度與RAM深度和預(yù)定義滿數(shù)值進(jìn)行比較，得到滿、將滿、預(yù)定 義滿狀態(tài)，并返回結(jié)果309到雙口 RAM寫地址控制單元304;將RAM的 剩余深度與O和和預(yù)定義空數(shù)值進(jìn)行比較，得到空、將空、預(yù)定義空狀態(tài)， 并返回結(jié)果308到雙口 RAM讀地址控制單元305;雙口 RAM寫地址控制單元304:完成雙口RAM的寫操作，每次一個(gè) 寫時(shí)鐘到來，就向雙口 RAM中寫入一個(gè)數(shù)據(jù)，并把滿信號(hào)102、將滿信號(hào) 103、預(yù)定義滿信號(hào)202反饋到外部，這樣，對(duì)于外部使用的用戶來說，看 到的是滿信號(hào)，而不是地址總線，操作的就是FIFO,而不是RAM;雙口 RAM讀地址控制單元305:完成雙口RAM的讀操作，每次一個(gè) 讀時(shí)鐘到來，就從雙口 RAM中讀出一個(gè)數(shù)據(jù)，并把空信號(hào)105、將空信號(hào)106、預(yù)定義空信號(hào)203反饋到外部；預(yù)定義空數(shù)值306:雙口 RAM讀地址控制單元305將預(yù)定義空數(shù)值306送給比較器單元303，當(dāng)雙口 RAM301的數(shù)據(jù)內(nèi)容少于或等于預(yù)定義空數(shù)值306時(shí)，F(xiàn)IFO201進(jìn)入預(yù)定義空狀態(tài)；預(yù)定義滿數(shù)值307:雙口 RAM寫地址控制單元304將預(yù)定義滿數(shù)值307送給比較器單元303，當(dāng)雙口 RAM301的空閑深度少于或等于預(yù)定義滿數(shù)值307時(shí)，F(xiàn)IFO201進(jìn)入預(yù)定義滿狀態(tài)；返回結(jié)果308:當(dāng)前是否為空、將空、預(yù)定義空狀態(tài)； 返回結(jié)果309:當(dāng)前是否為滿、將滿、預(yù)定義滿狀態(tài)。 本發(fā)明中FIFO的返回信號(hào)實(shí)現(xiàn)方法如圖4所示，具體說明如下 FIFO深度401:這個(gè)數(shù)值是FIFO總的深度，也就是雙口 RAM的總的深度；FIFO剩余深度和已使用深度402:這個(gè)返回值是FIFO的剩余的深度也 就是雙口 RAM剩余的存儲(chǔ)空間，和FIFO已經(jīng)使用的深度也就是雙口 RAM 已用的存儲(chǔ)空間；FIFO預(yù)定義滿和預(yù)定義空狀態(tài)403:這個(gè)返回值表示的是FIFO預(yù)定 義滿和預(yù)定義空的狀態(tài)，這個(gè)狀態(tài)會(huì)被傳遞給雙口 RAM寫地址控制單元 304和雙口 RAM讀地址控制單元305,并送到FIFO外部。本發(fā)明方法的一種預(yù)定義滿狀態(tài)實(shí)現(xiàn)方式示意圖如圖5所示，具體說 明如下Ai=FIFO已使用深度501:這個(gè)深度表示的是FIFO中已經(jīng)被寫入數(shù)據(jù) 的深度值；Ai-Bi狀態(tài)502: FIFO已使用深度501與預(yù)定義滿數(shù)值307相等的狀 態(tài)，此時(shí)已經(jīng)達(dá)到預(yù)定義滿的門限；Ai>Bi狀態(tài)503: FIFO已使用深度501大于預(yù)定義滿數(shù)值307相等的 狀態(tài)，此時(shí)已經(jīng)越過預(yù)定義滿的門限；預(yù)定義滿狀態(tài)504: FIFO已經(jīng)進(jìn)入預(yù)定義滿的狀態(tài)。 本發(fā)明方法的一種預(yù)定義空狀態(tài)實(shí)現(xiàn)方式示意圖如圖6所示，具體說 明如下Di-FIFO空閑深度601:這個(gè)深度表示的是FIFO中未被寫入數(shù)據(jù)的深 度值，即還剩余的深度；Di-Ci狀態(tài)602: FIFO空閑深度601與預(yù)定義空數(shù)值306相等的狀態(tài)， 此時(shí)已經(jīng)達(dá)到預(yù)定義空的門限；Di<Ci狀態(tài)603: FIFO空閑深度601與預(yù)定義空數(shù)值306相等的狀態(tài)， 此時(shí)已經(jīng)越過預(yù)定義空的門限；預(yù)定義空狀態(tài)604: FIFO已經(jīng)進(jìn)入預(yù)定義滿的狀態(tài)。本發(fā)明在作以下的變更后，還可以提供相近的功效在寫FIFO和讀 FIFO的時(shí)候，對(duì)預(yù)定義滿/空的數(shù)值根據(jù)用戶的特定算法進(jìn)行設(shè)定，那么該 FIFO可以用作特殊的服務(wù)質(zhì)量和隊(duì)列管理領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)在數(shù)據(jù)緩沖上的控制 功能。雙口 RAM的深度和FIFO預(yù)定義滿/空的數(shù)值都可以靈活的進(jìn)行更改， 實(shí)現(xiàn)不同的需求，例如，在單純用作緩沖的時(shí)候，可以適當(dāng)增加雙口RAM 深度，增加預(yù)定義滿、減小預(yù)定義空的數(shù)值；在用作服務(wù)質(zhì)量的實(shí)現(xiàn)時(shí)， 可以適當(dāng)減小雙口 RAM深度，減小預(yù)定義滿、增加預(yù)定義空的數(shù)值。本發(fā)明還可以運(yùn)用在以下的產(chǎn)品或方法中作為FPGA的實(shí)現(xiàn)，可以 成為ASIC的前期驗(yàn)證，作為嵌入式的同步和異步FIFO模塊，可以應(yīng)用在 芯片化的通信產(chǎn)品中。其中，F(xiàn)PGA可以是Flash FPGA或SRAM FPGA等， 本發(fā)明對(duì)此并無限制。應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以 改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù) 范圍。
權(quán)利要求
1. 一種先進(jìn)先出存儲(chǔ)器裝置，其包括存儲(chǔ)器、寫地址控制器、讀地址控制器，所述存儲(chǔ)器分別與所述寫地址控制器和所述讀地址控制器連接；其特征在于，還包括比較器和減法器；其中，所述比較器分別與所述寫地址控制器和所述讀地址控制器連接，并且通過所述減法器連接所述存儲(chǔ)器；所述存儲(chǔ)器是至少雙端口存儲(chǔ)器；所述減法器用于將所述存儲(chǔ)器的指針差值減去零，得到已使用深度；所述比較器用于將所述已使用深度分別與存儲(chǔ)器深度、預(yù)定義滿數(shù)值進(jìn)行比較，得到滿、將滿、預(yù)定義滿狀態(tài)信號(hào)，并反饋到所述寫地址控制器；還用于將所述已使用深度與0進(jìn)行比較，得到空、將空狀態(tài)信號(hào)，并反饋到所述讀地址控制器；所述寫地址控制器還用于把滿、將滿、預(yù)定義滿信號(hào)反饋到外部；所述讀地址控制器還用于把空、將空信號(hào)反饋到外部。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的先進(jìn)先出存儲(chǔ)器裝置，其特征在于，所述 減法器還用于將存儲(chǔ)器深度減去所述指針差值，得到剩余深度；并且，所述比較器還用于將所述剩余深度與預(yù)定義空數(shù)值進(jìn)行比較，.得到 預(yù)定義空狀態(tài)信號(hào)，并反饋到所述讀地址控制器；所述讀地址控制器還用于把預(yù)定義空狀態(tài)信號(hào)反饋到外部。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的先進(jìn)先出存儲(chǔ)器裝置，其特征在于，所述 比較器還用于將所述剩余深度與0進(jìn)行比較，得到滿、將滿狀態(tài)信號(hào)，并 反饋到所述寫地址控制器；還用于將所述剩余深度與存儲(chǔ)器深度進(jìn)行比較， 得到空、將空狀態(tài)信號(hào)，并反饋到所述讀地址控制器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的先進(jìn)先出存儲(chǔ)器裝置，其特征在于，所述預(yù)定義滿數(shù)值和所述預(yù)定義空數(shù)值為用戶設(shè)置。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的先進(jìn)先出存儲(chǔ)器裝置，其特征在于，所述 比較器通過數(shù)據(jù)總線分別與所述寫地址控制器和所述讀地址控制器連接， 由數(shù)據(jù)總線定義所述預(yù)定義滿數(shù)值和所述預(yù)定義空數(shù)值。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的先進(jìn)先出存儲(chǔ)器裝置，其特征在于，其還 包括與所述比較器相連接的寄存器，用于存儲(chǔ)所述預(yù)定義滿數(shù)值和所述預(yù) 定義空數(shù)值。
7、 一種先進(jìn)先出存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)方法，應(yīng)用在包括比較器和減法器的先 進(jìn)先出存儲(chǔ)器裝置中，其包括步驟，Al、讀地址控制單元和寫地址控制單元分別將讀指針地址和寫指針 地址送到所述減法器，進(jìn)行減法纟喿作，得到指針差值；A2、所述減法器將所述指針差值減零，得到已使用深度，并送到所 述比較器；A3、所述比較器將所述已使用深度分別與存儲(chǔ)器深度、預(yù)定義滿數(shù) 值進(jìn)行比較，得到滿、將滿、預(yù)定義滿狀態(tài)信號(hào)，并反饋到所述 寫地址控制器；A4、所述比較器將所迷已使用深度與0進(jìn)行比較，得到空、將空狀態(tài)信號(hào)，并反饋到所述讀地址控制器； A5、讀地址控制單元或?qū)懙刂房刂茊卧獙⒏鳡顟B(tài)信號(hào)反饋到外部。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的先進(jìn)先出存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于， 在步驟A2還包括步驟所述減法器將存儲(chǔ)器深度減去所述指針差值，得到 剩余深度，并送到所述比較器；并且， '步驟A4還包括步驟所述比較器將所述剩余深度與預(yù)定義空數(shù)值進(jìn)行比較，得到預(yù)定義空狀態(tài)信號(hào)，并反饋到所述讀地址控制器。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的先進(jìn)先出存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于， 在步驟A3中，所述比較器將所述剩余深度與0進(jìn)行比較，得到滿、將滿狀 態(tài)信號(hào)，并反饋到所述寫地址控制器。
10、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的先進(jìn)先出存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于， 在步驟A4中，所述比較器將所述剩余深度與存儲(chǔ)器深度進(jìn)行比較，得到空、 將空狀態(tài)信號(hào)，并反饋到所述讀地址控制器。
11、 根據(jù)權(quán)利要求7至10任一所述的先進(jìn)先出存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)方法，其 特征在于，在步驟A1之前，還包括步驟用戶設(shè)置所述預(yù)定義滿數(shù)值。
12、 根據(jù)權(quán)利要求7至10任一所述的先進(jìn)先出存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)方法，其 特征在于，在步驟A1之前，還包括步驟用戶設(shè)置所述預(yù)定義空數(shù)值。
13、 根據(jù)權(quán)利要求7至10任一所述的先進(jìn)先出存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)方法，其 特征在于，步驟A6中，所述讀地址控制單元或?qū)懙刂房刂茊卧獙⒏鳡顟B(tài)信 號(hào)反饋到用戶。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的先進(jìn)先出存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于， 所述方法還包括步驟A7、用戶根據(jù)各狀態(tài)信號(hào)，將寫信號(hào)和讀信號(hào)分別發(fā)送到寫地址控制單元和讀地址控制單元； A8、寫地址控制單元得到寫信號(hào)，向存儲(chǔ)器寫入數(shù)據(jù)； A9、讀地址控制單元得到讀信號(hào)，從存儲(chǔ)器讀出數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種先進(jìn)先出存儲(chǔ)器裝置，其包括存儲(chǔ)器、寫地址控制器、讀地址控制器，存儲(chǔ)器分別與寫地址控制器和讀地址控制器連接；還包括比較器和減法器；比較器分別與寫地址控制器和讀地址控制器連接，并且通過減法器連接存儲(chǔ)器；存儲(chǔ)器是至少雙端口存儲(chǔ)器；減法器用于將存儲(chǔ)器的指針差值減去零，得到已使用深度；比較器用于比較存儲(chǔ)器的讀指針和寫指針，得到指針差值；并將已使用深度分別與存儲(chǔ)器深度、預(yù)定義滿數(shù)值進(jìn)行比較，得到滿、將滿、預(yù)定義滿狀態(tài)信號(hào)，并反饋到寫地址控制器；還用于將已使用深度與0進(jìn)行比較，得到空、將空狀態(tài)信號(hào)，并反饋到讀地址控制器。本發(fā)明還提供了該裝置的實(shí)現(xiàn)方法，使得對(duì)于數(shù)據(jù)緩存FIFO的控制更加完善和方便。
文檔編號(hào)G06F12/02GK101281489SQ20071007394
公開日2008年10月8日 申請(qǐng)日期2007年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月3日
發(fā)明者李艷花, 焱 楊 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司