1 FIFO（先入先出）

1.1 概念

    FIFO（First in First out）即先入先出队列，是一种数据缓存器，其没有外部读写地址线，数据地址由内部的读写指针自动加1完成，使用简单。但这也造成FIFO只能按顺序写入数据和读取数据。

1.2 应用场景

    FIFO主要应用在以下几个场景中：

• 数据缓存：可以暂时存储数据以便进行运算、传输等逻辑操作。
• 跨时钟域处理：进行数据的跨时钟域处理，即当数据以X频率的时钟获取到，却需要Y频率的时钟取进行处理时，使用FIFO能够更好的完成该操作。
• 不同数据位宽处理：当数据进行宽度转换时也可以使用FIFO进行操作。

1.3 FIFO信号

    FIFO常用到的信号如下图

• rd_clk、wr_clk：FIFO的读写时钟，数据的读写基于这两个时钟进行。
• rd_en、wr_en：读写使能，写使能信号拉高时向FIFO里面进行数据写入，读使能拉高时则从FIFO里读出数据。
• rst：FIFO复位信号，拉高时对FIFO进行复位操作。
• din、dout：din为写入FIFO的数据，dout为从FIFO读出的数据。
• empty、full：空满信号，empty拉高时标识FIFO里面的数据也被全部读出，不能在进行读操作；full拉高时则表示FIFO能容纳的数据量已达到设计的大小，不能再向里面写入数据了。
• rd_data_count、wr_data_count：读写数据计数，每写入一个数据时两个计数器自增1，每读出一个数据两个计数器自减1.

1.4 FIFO读写时序

1.4.1 FIFO读时序

    FIFO有两种模式：Standard FIFO（标准模式）和First-Word Fall-Through（FWFT模式）。两种模式下的读时序是不同的，标准模式下读操作时数据会在读使能拉高的下一个时钟给出，而FWFT模式下数据则在读使能拉高的同一个时钟给出。

• Standard FIFO模式下读时序：

• First-Word Fall-Through模式下读时序：
  

1.4.2 FIFO写时序

    在两种模式下其写时序都是一样的，在写使能拉高的同一个时钟沿开始写入数据。

参考

    1、https://blog.csdn.net/qq_38812860/article/details/120138467
    2、https://blog.csdn.net/HouQi02/article/details/51683635