發(fā)布時間：2020-08-25 19:15

【摘要】： 異步FIFO作為一種先進先出通用存儲器器件,它的應(yīng)用非常廣泛。它不僅可應(yīng)用于現(xiàn)代國防的不同領(lǐng)域,還可應(yīng)用于如多機系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集和圖象處理等其它領(lǐng)域中,其應(yīng)用前景十分廣闊。 FIFO存儲器在結(jié)構(gòu)上可劃分為存儲陣列和外圍電路兩大部分。主要的外圍電路包括計數(shù)器和標(biāo)志位產(chǎn)生電路。為提高計數(shù)器速度,本文提出一種快速混合式進位方式的計數(shù)器。對于標(biāo)志位的產(chǎn)生提出了新的異步比較產(chǎn)生空、滿標(biāo)志位,然后再利用鎖存器實現(xiàn)標(biāo)志位與時鐘的同步;對芯片速度和面積的折中采用8T管的存儲單元;字線分割和位線分割技術(shù)提供了小容量FIFO高度低功耗的解決方案,對于大容量的FIFO提出了層次化分塊的設(shè)計方案,有效的提高速度降低功耗;字線的“錯序譯碼”結(jié)構(gòu)和位線的“間隔譯碼”結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)既減小了被操作單元間的串?dāng)_,又提高了存儲器的讀寫速度和可靠性;動態(tài)的預(yù)充電電路大大降低了FIFO的靜態(tài)功耗;兩級差分靈敏放大電路的設(shè)計具有抗干擾能力強、壓擺率大、偏置電路簡單、高速和低功耗等優(yōu)點。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：TP333
【圖文】：

轉(zhuǎn)發(fā)能力 有 有 有 有 有可擴展性 可擴展 可擴展 可擴展 可擴展 可擴展?fàn)顟B(tài)標(biāo)志數(shù) 3 3 3 3 5異步同時讀寫 支持 支持 支持 支持 支持兼容性 與 TTL 兼容 與 MIL-STD-883 標(biāo)準(zhǔn)兼容封裝要求 CLCC32 CDLP282.2 FIFO 的結(jié)構(gòu)先進先出存儲器是一個具有數(shù)據(jù)輸入口和輸出口的雙端器件， 整個電路可以劃分為存儲陣列與外圍電路兩部分。其中外圍電路由、讀寫控制邏輯、擴展邏輯、標(biāo)志邏輯、譯碼器及數(shù)據(jù)輸入/輸出緩沖單元組成�？傮w結(jié)構(gòu)如圖 2.1 所示：

圖 2.2 FIFO 的引腳端口以下是對各引腳的說明：（1） 復(fù)位端（RS ）在上電以后寫操作之前需要進行復(fù)位，此時讀寫輸入端進行初始化的信號必須處于高電位。當(dāng)復(fù)位標(biāo)志處于低電平狀態(tài)時，就產(chǎn)生了復(fù)位。在復(fù)位期間內(nèi)部的讀寫指針都指向存儲單元的第一個字地址。標(biāo)志EF 置低電位表示的空狀態(tài)，并且半滿標(biāo)志HF 和滿標(biāo)志FF 置高電位。當(dāng)一個復(fù)位周期運行后對 FIFO 執(zhí)行讀操作，輸出端都將會置高阻態(tài)。（2） 寫控制端口（W ）通過FF 置高電平可表明 FIFO 中至少還有一個有效的空位置。W 的下降沿觸發(fā)一個寫循環(huán)。在W 上升沿之后的數(shù)據(jù)保持時間（HDT ）和W 上升沿之前的數(shù)據(jù)建立時間（SDT ）這兩段時間內(nèi)，數(shù)據(jù)從（0D ~8D ）端順序?qū)懭?FIFO。針對一空 FIFO，W 第一次由低到高的跳變到EF 由低到高的跳變這之間的這段時間為tWEF 。FIFO 半滿后緊接著的W 信號的下降沿之后的tWHF 段時間后 HF 電平置低電平。因此，只要 FIFO 的未寫空間即使加一也不到容量一半時，HF 一直

異步 FIFO 的設(shè)計與實現(xiàn)中，在W 下降沿后的tWEF 時間后 FF 置低電平。內(nèi)部邏輯將會阻止 FIFO 寫溢出。對一個已經(jīng)寫滿的 FIFO，寫操作被阻止，寫指針不再增加。當(dāng)從一已經(jīng)寫滿的 FIFO進行一次讀出后的tREF 時間后 FF 置高電平。如果 FIFO 沒有滿，就可以向其中寫入數(shù)據(jù)，并且寫周期是從寫信號的下降沿開始的。數(shù)據(jù)按順序存儲在 RAM 陣列中，而且不受任何讀操作的影響。當(dāng) FIFO半滿以后，則在下一個寫操作的下降沿到來時，半滿標(biāo)志就會被置于低電位，并且它將會繼續(xù)保持下去，直到讀寫指針之間的差值不到 FIFO 的整個容量的一半為止。半滿標(biāo)志是由讀信號的上升沿而被置為高電位的，見圖 2.3。為了防止出現(xiàn)數(shù)據(jù)上溢的現(xiàn)象，當(dāng) FIFO 滿時，滿狀態(tài)標(biāo)志會變?yōu)榈碗娖剑源藖碜柚惯M一步的寫操作。當(dāng)出現(xiàn)有效的讀操作之后，滿狀態(tài)標(biāo)志就會轉(zhuǎn)換為高電位，這樣又可以向FIFO 中寫入數(shù)據(jù)了，當(dāng) FIFO 滿時內(nèi)部的寫指針就不受寫信號控制，因此，在 FIFO滿時寫控制端的外部變化不會影響到 FIFO。

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本文編號：2804095