專利名稱：一種異步fifo及其地址轉(zhuǎn)換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微電子技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種異步FIFO及其地址轉(zhuǎn)換方法。

背景技術(shù)：
在通訊處理系統(tǒng)中，經(jīng)常需要進(jìn)行不同時(shí)鐘域之間的數(shù)據(jù)傳輸。如果是多比特?cái)?shù)據(jù)的傳輸，為了保證異步時(shí)鐘域之間傳輸時(shí)的數(shù)據(jù)完整性，一種通用的方法是使用異步FIFO(先進(jìn)先出)。異步FIFO的特征是讀寫端各自的時(shí)鐘域完全異步，圖1為其一般結(jié)構(gòu)。如圖1所示，數(shù)據(jù)在寫時(shí)鐘域中進(jìn)入緩存，在讀時(shí)鐘域中被讀出，為了保證數(shù)據(jù)緩存的同時(shí)寫入和讀出時(shí)數(shù)據(jù)的一致和完整，在寫邏輯和讀邏輯中分別對寫地址和讀地址的相對位置進(jìn)行邏輯比較，從而判斷出緩存的狀態(tài)(例如，空狀態(tài)、滿狀態(tài))。
由于讀寫時(shí)鐘的異步，讀和寫的地址指針需要分別進(jìn)行時(shí)鐘域穿越。讀地址和寫地址的寬度都是多個(gè)比特，所以直接的時(shí)鐘穿越不能解決問題。為此，一種通用的做法是在穿越前(源時(shí)鐘域內(nèi))將二進(jìn)制地址轉(zhuǎn)換成格雷碼(GrayCode)，利用格雷碼的特性(相鄰數(shù)字只相差一個(gè)比特)進(jìn)行時(shí)鐘穿越，在穿越后(目標(biāo)時(shí)鐘域)再轉(zhuǎn)換成原來的二進(jìn)制編碼。
圖2為現(xiàn)有異步FIFO中地址轉(zhuǎn)換示意圖。如圖2所示讀邏輯中生成二進(jìn)制的讀地址后，將該二進(jìn)制讀地址轉(zhuǎn)換為格雷碼，然后，將該讀地址格雷碼從讀時(shí)鐘域穿越到寫時(shí)鐘域，在寫邏輯中，將該讀地址格雷碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制讀地址，并通過對讀地址和寫地址進(jìn)行比較來確定緩存是否為滿；寫地址的穿越類似，不再贅述。
但是，由于格雷編碼的特殊性，一般的格雷編碼要求數(shù)據(jù)總數(shù)是2的整數(shù)次冪(2、4、8、16、32、…)。這樣，使用常規(guī)格雷編碼的異步FIFO的數(shù)據(jù)緩存的地址空間(即異步FIFO的深度)也只能為2的整數(shù)冪，從而限制了FIFO的應(yīng)用。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種異步FIFO及其地址轉(zhuǎn)換方法，可以對任意偶數(shù)階的二進(jìn)制地址進(jìn)行格雷碼轉(zhuǎn)換，從而使得FIFO的深度可以為任意偶數(shù)。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供技術(shù)方案如下 一種用于異步FIFO的地址轉(zhuǎn)換方法，將二進(jìn)制地址B[m-1:0]轉(zhuǎn)換為格雷碼G[m-1:0]，m為大于1的整數(shù)，所述異步FIFO的深度為2N，所述方法包括 計(jì)算B[m-1:0]對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)x； 當(dāng)x＜N時(shí)，令G[m-1]＝0，G[i]＝B[i]異或B[i+1]，0≤i≤m-2，得到G[m-1:0]； 當(dāng)x≥N時(shí)，令y＝2N-1-x，計(jì)算y對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)B1[m-1:0]，且令G[m-1]＝1，G[j]＝B1[j]異或B1[j+1]，0≤j≤m-2，得到G[m-1:0]。
一種用于異步FIFO的地址轉(zhuǎn)換方法，將格雷碼G[m-1:0]轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制地址B[m-1:0]，m為大于1的整數(shù)，所述異步FIFO的深度為2N，所述方法包括 令B[m-1]＝0，B[k]＝G[m-1]異或G[m-2]異或…異或G[k]，0≤k≤m-2，得到B[m-1:0]； 計(jì)算所述得到的B[m-1:0]對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)z； 當(dāng)G[m-1]＝1時(shí)，計(jì)算2N-1-z對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)，并將計(jì)算得到的二進(jìn)制數(shù)作為B[m-1:0]。
一種異步FIFO，所述異步FIFO的深度為2N，包括二進(jìn)制地址到格雷碼轉(zhuǎn)換模塊和格雷碼到二進(jìn)制地址轉(zhuǎn)換模塊，其中 所述二進(jìn)制地址到格雷碼轉(zhuǎn)換模塊用于，將二進(jìn)制地址B[m-1:0]轉(zhuǎn)換為格雷碼G[m-1:0]，m為大于1的整數(shù)，具體為 計(jì)算B[m-1:0]對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)x； 當(dāng)x＜N時(shí)，令G[m-1]＝0，G[i]＝B[i]異或B[i+1]，0≤i≤m-2，得到G[m-1:0]； 當(dāng)x≥N時(shí)，令y＝2N-1-x，計(jì)算y對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)B1[m-1:0]，且令G[m-1]＝1，G[j]＝B1[j]異或B1[j+1]，0≤j≤m-2，得到G[m-1:0]； 所述格雷碼到二進(jìn)制地址轉(zhuǎn)換模塊用于，將格雷碼G[m-1:0]轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制地址B[m-1:0]，具體為 令B[m-1]＝0，B[k]＝G[m-1]異或G[m-2]異或…異或G[k]，0≤k≤m-2，得到B[m-1:0]； 計(jì)算所述得到的B[m-1:0]對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)z； 當(dāng)G[m-1]＝1時(shí)，計(jì)算2N-1-z對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)，并將計(jì)算得到的二進(jìn)制數(shù)作為B[m-1:0]。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是 可以對任意偶數(shù)階的二進(jìn)制地址進(jìn)行格雷碼轉(zhuǎn)換，而不局限于2的整數(shù)次冪的大??； 使用這種格雷碼轉(zhuǎn)換方法設(shè)計(jì)的異步FIFO，其數(shù)據(jù)緩存的地址空間不受2的整數(shù)冪的限制，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)得到優(yōu)化。



圖1為現(xiàn)有異步FIFO的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為現(xiàn)有異步FIFO中地址轉(zhuǎn)換示意圖； 圖3為本發(fā)明實(shí)施例的二進(jìn)制地址到格雷碼的轉(zhuǎn)換示意圖； 圖4為本發(fā)明實(shí)施例的格雷碼到二進(jìn)制地址的轉(zhuǎn)換示意圖。

具體實(shí)施例方式 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
首先介紹本發(fā)明實(shí)施例中使用的數(shù)學(xué)符號的含義。B[m-1:0]表示一個(gè)m位的二進(jìn)制數(shù)，B[k]為B[m-1:0]的第k位；格雷碼G[m-1:0]的含義類似。
參照圖3，需要將二進(jìn)制地址B[m-1:0]轉(zhuǎn)換為格雷碼G[m-1:0]，其中，m為大于1的整數(shù)，異步FIFO的深度為2N，N為整數(shù)。轉(zhuǎn)換方法主要包括如下步驟 步驟301計(jì)算B[m-1:0]對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)x； 步驟302判斷x是否小于N，若是執(zhí)行步驟303，否則，執(zhí)行步驟304； 步驟303令G[m-1]＝0，G[i]＝B[i]異或B[i+1]，0≤i≤m-2，得到G[m-1:0]，結(jié)束； 步驟304令y＝2N-1-x，計(jì)算y對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)B1[m-1:0]； 步驟305令G[m-1]＝1，G[j]＝B1[j]異或B1[j+1]，0≤j≤m-2，得到G[m-1:0]，結(jié)束。
參照圖4，需要將將格雷碼G[m-1:0]轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制地址B[m-1:0]，其中，m為大于1的整數(shù)，異步FIFO的深度為2N，N為整數(shù)。轉(zhuǎn)換方法主要包括如下步驟 步驟401令B[m-1]＝0，B[k]＝G[m-1]異或G[m-2]異或…異或G[k]，0≤k≤m-2，得到B[m-1:0]； 步驟402計(jì)算所述得到的B[m-1:0]對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)z； 步驟403判斷G[m-1]是否為1，若是，執(zhí)行步驟404，否則，執(zhí)行步驟405 步驟404計(jì)算2N-1-z對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)，并將計(jì)算得到的二進(jìn)制數(shù)作為B[m-1:0]輸出，結(jié)束； 步驟405直接將步驟401中得到的B[m-1:0]作為最終結(jié)果輸出，結(jié)束。
以下為利用上述方法進(jìn)行轉(zhuǎn)換的實(shí)例。
共6個(gè)數(shù)，2N＝6，N＝3，表示6個(gè)數(shù)需要3比特，m＝3，使用上述方法轉(zhuǎn)換結(jié)果如下 二進(jìn)制數(shù) 格雷碼 0(000)000 1(001)001 2(010)011 3(011)111 4(100)101 5(101)100 可以看出轉(zhuǎn)換結(jié)果符合格雷碼的定義，每兩個(gè)相鄰數(shù)之間只相差一個(gè)比特，且首尾循環(huán)。
使用上述方法的異步FIFO(可參照圖2)，包括二進(jìn)制地址到格雷碼轉(zhuǎn)換模塊和格雷碼到二進(jìn)制地址轉(zhuǎn)換模塊，其中 所述二進(jìn)制地址到格雷碼轉(zhuǎn)換模塊用于，將二進(jìn)制地址B[m-1:0]轉(zhuǎn)換為格雷碼G[m-1:0]，m為大于1的整數(shù)，具體為 計(jì)算B[m-1:0]對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)x； 當(dāng)x＜N時(shí)，令G[m-1]＝0，G[i]＝B[i]異或B[i+1]，0≤i≤m-2，得到G[m-1:0]； 當(dāng)x≥N時(shí)，令y＝2N-1-x，計(jì)算y對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)B1[m-1:0]，且令G[m-1]＝1，G[j]＝B1[j]異或B1[j+1]，0≤j≤m-2，得到G[m-1:0]； 所述格雷碼到二進(jìn)制地址轉(zhuǎn)換模塊用于，將格雷碼G[m-1:0]轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制地址B[m-1:0]，具體為 令B[m-1]＝0，B[k]＝G[m-1]異或G[m-2]異或…異或G[k]，0≤k≤m-2，得到B[m-1:0]； 計(jì)算所述得到的B[m-1:0]對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)z； 當(dāng)G[m-1]＝1時(shí)，計(jì)算2N-1-z對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)，并將計(jì)算得到的二進(jìn)制數(shù)作為B[m-1:0]。
最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種用于異步FIFO的地址轉(zhuǎn)換方法，將二進(jìn)制地址B[m-1:0]轉(zhuǎn)換為格雷碼G[m-1:0]，m為大于1的整數(shù)，所述異步FIFO的深度為2N，其特征在于，所述方法包括
計(jì)算B[m-1:0]對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)x；
當(dāng)x＜N時(shí)，令G[m-1]＝0，G[i]＝B[i]異或B[i+1]，0≤i≤m-2，得到G[m-1:0]；
當(dāng)x≥N時(shí)，令y＝2N-1-x，計(jì)算y對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)B1[m-1:0]，且令G[m-1]＝1，G[j]＝B1[j]異或B1[j+1]，0≤j≤m-2，得到G[m-1:0]。
2.一種用于異步FIFO的地址轉(zhuǎn)換方法，將格雷碼G[m-1:0]轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制地址B[m-1:0]，m為大于1的整數(shù)，所述異步FIFO的深度為2N，其特征在于，所述方法包括
令B[m-1]＝0，B[k]＝G[m-1]異或G[m-2]異或...異或G[k]，0≤k≤m-2，得到B[m-1:0]；
計(jì)算所述得到的B[m-1:0]對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)z；
當(dāng)G[m-1]＝1時(shí)，計(jì)算2N-1-z對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)，并將計(jì)算得到的二進(jìn)制數(shù)作為B[m-1:0]。
3.一種異步FIFO，所述異步FIFO的深度為2N，其特征在于，包括二進(jìn)制地址到格雷碼轉(zhuǎn)換模塊和格雷碼到二進(jìn)制地址轉(zhuǎn)換模塊，其中
所述二進(jìn)制地址到格雷碼轉(zhuǎn)換模塊用于，將二進(jìn)制地址B[m-1:0]轉(zhuǎn)換為格雷碼G[m-1:0]，m為大于1的整數(shù)，具體為
計(jì)算B[m-1:0]對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)x；
當(dāng)x＜N時(shí)，令G[m-1]＝0，G[i]＝B[i]異或B[i+1]，0≤i≤m-2，得到G[m-1:0]；
當(dāng)x≥N時(shí)，令y＝2N-1-x，計(jì)算y對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)B 1[m-1:0]，且令G[m-1]＝1，G[j]＝B1[j]異或B1[j+1]，0≤j≤m-2，得到G[m-1:0]；
所述格雷碼到二進(jìn)制地址轉(zhuǎn)換模塊用于，將格雷碼G[m-1:0]轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制地址B[m-1:0]，具體為
令B[m-1]＝0，B[k]＝G[m-1]異或G[m-2]異或...異或G[k]，0≤k≤m-2，得到B[m-1:0]；
計(jì)算所述得到的B[m-1:0]對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)z；
當(dāng)G[m-1]＝1時(shí)，計(jì)算2N-1-z對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)，并將計(jì)算得到的二進(jìn)制數(shù)作為B[m-1:0]。
全文摘要
本發(fā)明提供一種異步FIFO及其地址轉(zhuǎn)換方法。所述方法包括計(jì)算B[m-10]對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)x；當(dāng)x＜N時(shí)，令G[m-1]＝0，G[i]＝B[i]異或B[i+1]，0≤i≤m-2，得到G[m-10]；當(dāng)x≥N時(shí)，令y＝2N-1-x，計(jì)算y對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)B1[m-10]，且令G[m-1]＝1，G[j]＝B1[j]異或B1[j+1]，0≤j≤m-2，得到G[m-10]。依照本發(fā)明，可以對任意偶數(shù)階的二進(jìn)制地址進(jìn)行格雷碼轉(zhuǎn)換，從而使得FIFO的深度可以為任意偶數(shù)。
文檔編號G06F12/02GK101299204SQ20081011454
公開日2008年11月5日 申請日期2008年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月10日
發(fā)明者濤 周 申請人:北京天碁科技有限公司