FIFO深度設定的探究

FIFO深度的問題一直困擾著我，下面來具體解決這個問題，因為FIFO有同步和非同步FIFO之分，但是在分析這個問題時，我們要將其列為數學模型，簡化整個思考的過程。

問題1：對於同步對於同步fifo，每100個cycle可以寫入80個數據，每10個cycle可以讀出8個數據，fifo的深度至少為？

思路：

剛拿到這個題目，我是蒙的，以前用FIFO都是為了跨時鐘域，而且用的AXI_STREAM都是有叫停機制的，因此FIFO深度沒有仔細考證過，之前有個需要深度計算的FIFO，還是金師兄高速我用2倍的資料包長。經過一些查詢資料後：

解題思路：

假設：寫時鐘頻率 w_clk, 讀時鐘頻率 r_clk, 寫時鐘週期裡，每B個時鐘週期會有A個數據寫入FIFO 讀時鐘週期裡，每Y個時鐘週期會有X個數據讀出FIFO 則，FIFO的最小深度計算公式如下：

fifo_depth = burst_length - burst_length * X/Y * r_clk/w_clk

因此本題的解答：

最大一次資料寫入量，背靠背傳輸（20個clk不發資料+80個clk發資料+80個clk發資料+20個clk不發資料），因是同步時鐘wclk＝rclk，帶入公式計算：

FIFO_DEPTH = 160 - 160 *

(8/10) = 32

因此本題的答案為32個。

拓展

：

假設本題wclk＝200mhz，改為100個wclk裡寫入40個，rclk＝100mhz，10個rclk裡讀出8個。那麼fifo深度為48 計算如下fifo_depth =80-80X（80%）X（100/200）=80-32=48。

這讓我聯想到另外一個之前的專案問題：

示意圖：圖中的200M僅僅是例子。

假設前級的資料無法叫停，問FIFO的最小深度為多少？

分析：此問題就是找 FIFO進來最大資料量，而FIFO出資料最小的時候。

解答：FIFO進來資料是很多的，但是FIFO出資料考慮背靠背最少的出資料的情況在後級800M時鐘內，出資料最少的狀態（200M出資料+200不出資料+200不出資料+200M出資料）。

因此最大的情況是後級400M不出資料，對應前級的時間是200M

FIFODEPTH = 200M - 400M * 0 = 200M 。