首字置出FIFO(FWFT)及各FIFO深度问题

一、FIFO

首字置出FIFO（FWFT）指的是在数据输出线Dout上回挂载着下一个要读出的数据。

二、FWFT空满信号断言

1.FWFT写操作

（1）空标志断言

首字漏出(FWFT)特性提供了在不发出读操作的情况下从FIFO中提前查看下一个可用字的能力。当数据在FIFO中可用时，第一个字通过FIFO并自动出现在输出总线上(dout)。一旦第一个单词出现在dout上，empty被取消断言，表示FIFO中有一个或多个可读单词，VALID被断言，表示dout上存在一个有效单词。

当第一个数据写入空FIFO时，FWFT特性增加了两个时钟周期延迟。

在下面的仿真截图中我们可以发现，写入第三个数据之后才会拉低empty信号，并且第一个数据挂载到输出数据线Dout上，这就是因为延迟的存在。

（2）满标志断言

几乎满的标志(almost_full)表示在断言满之前只能再执行一次写操作。该标志为active-High，与写时钟(wr_clk)同步。full标志(full)表示FIFO已满，在读取数据之前不能再执行写操作。该标志为active-High，与写时钟(wr_clk)同步。如果在断言full的情况下发起写操作，则忽略写请求并断言溢出。

我们通过FIFO IP核生成一个深度为16，宽度为32的FWFT，然后持续向其中写入20个数据，分别为从1至20。然后我们观察下图可以发现写入18之后full拉高，FIFO被写满。虽然我们设置的深度是16，但是对于FWFT，Xinlinx的设计中会将其深度扩展两个，因此实际深度为18。

而当读出一个数据后，就会将FULL拉低。

2.FWFT读操作

（1）满标志判断

满标志的判断与标准模式的FIFO相同，在读取一个数据后就可以将满信号拉低。

（2）空标志判断

在读完最后一个数据后就可以拉高empty信号。

因此FWFT与标准FIFO在信号断言方面的差距主要体现在写入时空信号empty的断言有两个时钟周期的延迟。

三、FWFT及其他各种FIFO深度

在我们之前的说明中，我们设置的FWFT深度为16，但是我们却可以向其中写入18个数据。

各种FIFO的深度如下：