日常工作实用同步FIFO（已Compile）

日常工作中实用的同步FIFO

代码和学生时代所学的有很大不同，重点是FIFO深度&宽度的可配置，分块思想，#1思想，以及同步FIFO的相关性质的处理。
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/***************************************************************
// File   : sync_fifo.v
// Auther : HoneyIC
// Time   : 2020.8.30
// Version: #1
// All rights reserved.
A synchronous fifo used in daily work, which is different from what we learned in the school.
The idea of this classification is very important, that is, separate coding of different modules.
What's more, please note that if-else in the sequential circuit is not written in full (eg. line 85).
The advantage is that a gated control circuit can be generated, which can reduce the power consumption of the circuit.
"#1" can solve many timing problems in the synthesized circuit.
***************************************************************/`timescale 1ns / 100ps//`include "para.v"
//`define DLY 1module sync_fifo #(parameter DEPTH = 'd24,parameter WIDTH = 'd8
)(// inputclk,rst_n,wr,rd,data_in,  // outputfull,empty,overun,underun,data_out
);parameter DLY = 1;parameter RPT_WIDTH = DEPTH <= 'd2    ? 'd1 :DEPTH <= 'd4    ? 'd2 :DEPTH <= 'd8    ? 'd3 :DEPTH <= 'd16   ? 'd4 :DEPTH <= 'd32   ? 'd5 :DEPTH <= 'd64   ? 'd6 :DEPTH <= 'd128  ? 'd7 :DEPTH <= 'd256  ? 'd8 :DEPTH <= 'd512  ? 'd9 :DEPTH <= 'd1024 ? 'd10: 'd11;// inputinput               clk;input               rst_n;input               wr;input               rd;input  [WIDTH-1:0]  data_in;// outputoutput [WIDTH-1:0]  data_out;output              full;output              empty;output              overun;output              underun;// registersreg [    WIDTH-1:0] dataout;integer             i;reg [    DEPTH-1:0] fifo [WIDTH-1:0];reg [RPT_WIDTH-1:0] wptr;reg [RPT_WIDTH-1:0] rptr;reg [  RPT_WIDTH:0] gap_cnt;                           // 1. full, empty, overun, underunassign full    = (gap_cnt == DEPTH);assign empty   = (gap_cnt == 0);assign overun  = wr && (!rd) && full;assign underun = (!wr) && rd && empty;// 2. Updata gap_cnt// The advantage of this writing type is that it is easy to modify, especially in large projects. assign gap_cnt_full = (gap_cnt == DEPTH);assign gap_cnt_add  = (wr && (!rd) && (!full));assign gap_cnt_sub  = ((!wr) && rd && (!empty));always @(posedge clk or negedge rst_n)if (!rst_n)gap_cnt <= #DLY 'd0;else if (gap_cnt_full)gap_cnt <= #DLY 'd0;else if (gap_cnt_add)gap_cnt <= #DLY gap_cnt + 1'b1;else if (gap_cnt_sub)gap_cnt <= #DLY gap_cnt - 1'b1;// The advantage of not writing 'else' here is that the Synthesis tool will generate gating clock.// 3. Updata wptr & rptrassign wptr_full = (wptr == (DEPTH - 1));always @(posedge clk or negedge rst_n)if (!rst_n)wptr <= 'd0;else if (wr)if (wptr_full)wptr <= #DLY 'd0;elsewptr <= #DLY wptr + 1'b1;assign rptr_full = (rptr == (DEPTH - 1)); always @(posedge clk or negedge rst_n)if (!rst_n)rptr <= #DLY 'd0;else if (rd)if (rptr_full)rptr <= #DLY 'd0;elserptr <= #DLY rptr + 1'b1;// 4. Write/Read data to/from fifo      always @(posedge clk or negedge rst_n)if (!rst_n)for (i=0; i<DEPTH; i=i+1)fifo[i] <= #DLY 'd0;else if (wr)fifo[wptr] <= #DLY data_in;assign data_out = fifo[rptr];endmodule

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