異步FIFO空滿判斷延遲

由于設(shè)計(jì)的時(shí)候讀寫指針用了至少兩級寄存器同步，同步會消耗至少兩個時(shí)鐘周期，勢必會使得判斷空或滿有所延遲，這會不會導(dǎo)致設(shè)計(jì)出錯呢？

異步FIFO通過比較讀寫指針進(jìn)行滿空判斷，但是讀寫指針屬于不同的時(shí)鐘域，所以在比較之前需要先將讀寫指針進(jìn)行同步處理。

將寫指針同步到讀時(shí)鐘域再和讀指針比較進(jìn)行FIFO空狀態(tài)判斷，因?yàn)樵谕綄懼羔槙r(shí)需要時(shí)間，而在這個同步的時(shí)間內(nèi)有可能還會寫入新的數(shù)據(jù)，因此同步后的寫指針一定是小于或者等于當(dāng)前實(shí)際的寫指針，所以此時(shí)判斷FIFO為空不一定是真空，這樣更加保守，一共不會出現(xiàn)空讀的情況，雖然會影響FIFO的性能，但是并不會出錯，同理將讀指針同步到寫時(shí)鐘域再和寫指針比較進(jìn)行FIFO滿狀態(tài)判斷，同步后的讀指針一定是小于或者等于當(dāng)前的讀指針，所以此時(shí)判斷FIFO為滿不一定是真滿，這樣更保守，這樣可以保證FIFO的特性：FIFO空之后不能繼續(xù)讀取，F(xiàn)IFO滿之后不能繼續(xù)寫入?？偨Y(jié)來說異步邏輯轉(zhuǎn)到同步邏輯不可避免需要額外的時(shí)鐘開銷，這會導(dǎo)致滿空趨于保守，但是保守并不等于錯誤，這么寫會稍微有性能損失，但是不會出錯。

大多數(shù)情形下，異步FIFO兩端的時(shí)鐘不是同頻的，或者讀快寫慢，或者讀慢寫快，慢的時(shí)鐘域同步到快的時(shí)鐘域不會出現(xiàn)漏掉指針的情況，但是將指針從快的時(shí)鐘域同步到慢的時(shí)鐘域時(shí)可能會有指針遺漏。以讀慢寫快為例，進(jìn)行滿標(biāo)志判斷的時(shí)候需要將讀指針同步到寫時(shí)鐘域，因?yàn)樽x慢寫快，所以不會有讀指針遺漏，同步消耗時(shí)鐘周期，所以同步后的讀指針滯后（小于等于）當(dāng)前讀地址，所以可能滿標(biāo)志會提前產(chǎn)生，滿并非真滿。

進(jìn)行空標(biāo)志判斷的時(shí)候需要將寫指針同步到讀指針 ，因?yàn)樽x慢寫快，所以當(dāng)讀時(shí)鐘同步寫指針的時(shí)候，必然會漏掉一部分寫指針，我們不用關(guān)心那到底會漏掉哪些寫指針，我們在乎的是漏掉的指針會對FIFO的空標(biāo)志產(chǎn)生影響嗎？

比如寫指針從0寫到10，期間讀時(shí)鐘域只同步捕捉到了3、5、8這三個寫指針而漏掉了其他指針。當(dāng)同步到8這個寫指針時(shí)，真實(shí)的寫指針可能已經(jīng)寫到10 ，相當(dāng)于在讀時(shí)鐘域還沒來得及覺察的情況下，寫時(shí)鐘域可能偷偷寫了數(shù)據(jù)到FIFO去，這樣在判斷是空的時(shí)候會出現(xiàn)不是真正空的情況，漏掉的指針也沒有對FIFO的邏輯操作產(chǎn)生影響。