FIFO深度 皇星客栈

如果数据流连续不断则FIFO深度无论多少，只要读写时钟不同源同频则都会丢数；
FIFO用于缓冲块数据流，一般用在写快读慢时，
FIFO深度 / （写入速率 - 读出速率） = FIFO被填满时间   应大于 数据包传送时间= 数据量 / 写入速率

例：A/D采样率50MHz,dsp读A/D读的速率40MHz,要不丢失地将10万个采样数据送入DSP,在A/D在和DSP之间至少加多大容量（深度）的FIFO才行？
100，000 / 50MHz =   1/ 500 s = 2ms
(50MHz - 40MHz)　* 1/500 = 20k既是ＦＩＦＯ深度。

一种错误的算法（我也犯了同样的错误）:
100，000/40MHZ=   1/400s = 2.50ms

(50M - 400M)*1/400 =25K.那么这样进去的数据就不是100K了，而是100K+50M*（0.0025-0.002）=125，000bit，错误在时间的计算

异步FIFO设计注意事项
异步FIFO的设计与同步FIFO的设计具有很大差距；设计的时候需要考虑跨时钟域处理带来的问题；
1、FIFO的设计必须解决empty和full控制问题；
2、异步FIFO可以考虑把写Addr在写时钟域转换成gray码，然后通过读时钟来寄存器，转换到读时钟域中，解决empty标记信号；
3、异步FIFO可以考虑把读Addr在读时钟域转换成gray码，然后通过写时钟来寄存器，转换到写时钟域中，解决full标记信号；
4、 使用gray码的原因在gray码可以把Addr值连续变化的规例（但是Addr的会有多个bit跳变）转换成gray码中只有1个bit跳变，这样在跨 时钟域传输中不会出现异步采取出现很大差异（异步时钟采样会出现亚稳态现象），最多是原始Addr值加1或者减1，这样不会使得FIFO状态出现错误；

当fifo的尺寸很大时候。用gray code 变得不太合算。
因为要从binary变成gray，再变回来。

这个时候，要用异步handshake来把地址转到另一个
时钟域里面。简单的说用 request  和 ack。
具体我也没有做过。

不过这是几乎每个美国公司面视毕问的问题。
所以研究透一点有好处。

计算FIFO深度－翻译－英汉对照版

introduction  
One of the most common questions in interviews is how to calculate the depth of a FIFO. 
在而试过程中，经常被问及的问题之一就是如何计算一个FIFO的深度。
Fifo is used as buffering element or queueing element in the system, which is by common sense is required only when you slow at reading than the write operation. 
FIFO在统中用来作缓冲或者队列，通常情况下，当读速率比写速率慢的时候，需要采用FIFO。
So size of the FIFO basically implies the amount of data required to buffer, which depends upon data rate at which data is written and the data rate at which data is read.
所以FIFO的深度取决于需要缓冲的数据量，缓冲的数据量取决于写速率和读速率。
Statistically, Data rate varies in the system majorily depending upon the load in the system. So to obtain safer FIFO size we need to consider the worst case scenario for the data transfer across the FIFO under consideration.
统计表明，系统中数据率的变化主要依赖于系统的负载。所以，为了得到安全的FIFO，在设计时，我们需要考虑最坏情形下的通过FIFO进行的数据传输。
For worst case scenario, Difference between the data rate between write and read should be maximum. Hence, for write operation maximum data rate should be considered and for read operation minimum data rate should be considered.
最坏情况下，读写数据间的速率差，应该为最大值。也就是说，写操作速率应该取最大的写速率，而读操作应该取选小的读速率。
So in the question itself, data rate of read operation is specified by the number of idle cycles and for write operation, maximum data rate should be considered with no idle cycle.
如问题本身，读操作的数据速率是由空闲周期决定的，而对于写操作，最大的写数据率，应该不考虑空闲周期。
So for write operation, we need to know Data rate = Number of data * rate of clock. Writing side is the source and reading side becomes sink, data rate of reading side depends upon the writing side data rate and its own reading rate which is Frd/Idle_cycle_rd.
因而，对于读操作，我们有 Data rate = Number of data * rate of clock。写方是数据流入的方，而读方是数据露出方。读方的速率取决于写方的速率和自身的读速率(Frd/Idle_cycle_rd.)
In order to know the data rate of write operation, we need to know Number of data in a Burst which we have assumed to be B.
为了获知写方数据速率，我们需要知道在突发模式下的数据量，我们假设其为B.
So following up with the equation as explained below: Fifo size = Size to be buffered = B - B * Frd / (Fwr* Idle_cycle _rd ).
参考如下的等式：Fifo size = Size to be buffered = B - B * Frd / (Fwr* Idle_cycle _rd ).
Here we have not considered the sychnronizing latency if Write and Read clocks are Asynchronous. Greater the Synchronizing latency, higher the FIFO size requirement to buffer more additional data written.
这里，我们没有考虑由于异步读写需要同步，所引入的延时。越大的延时，需要越大的FIFO来缓冲更多和写数据。
Example : FIFO Depth Calculation  
        例子：计算FIFO深度
Assume that we have to design a FIFO with following requirements and We want to calculate minumum FIFO depth,
假充我们需要设计如下需求的FIFO，我们需要计算它的最小深度。
 A synchronized fifo 异就FIFO
Writing clock 30MHz - F1 　　 写时钟 
Reading clock 40MHz - F2    　读时钟
Writing Burst Size - B 　　　　突发数据量　
Case 1 : There is 1 idle clock cycle for reading side - I 　读方一个空闲周期　
Case 2 : There is 10 idle clock cycle for reading side - I 　读方10个空闲周期　

FIFO depth calculation = B - B *F2/(F1*I)

If if we have alternate read cycles i.e between two read cycle there is IDLE cycle.
如果我们已经改变了读周期，比如，两个读周期中有一个空闲周期。

FIFO depth calculation = B - B * F2/(F1*2)
In our present problem FIFO depth = B - B *40/(30*2)
= B(1-2/3)= B/3
That means if our Burst amount of data is 10 , FIFODEPTH = 10/3 = 3.333 = 4 (approximatly)
 If B = 20 FIFO depth = 20/3 = 6.6 = 7or 8 (clocks are asynchronous)
 If B = 30 FIFO depth = 30/3 = 10   10+1 = 11 (clocks are asynchronous)
If 10 IDLE cycles betweeen two read cycles .
FIFO DEPTH = B - B *F2/(F1*10) .= B(1-4/30)= B * 26 /30