FIFO Generate IP核使用——AXI接口AW Config页配置

本文主要是介绍FIFO Generate IP核使用——AXI接口AW Config页配置，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

AXI FIFO与Native FIFO在First-Word Fall-Through模式下具有相似的功能，但AXI FIFO通常还提供了更多的特性和灵活性。

1 配置选项（Configuration Option）

FIFO Generator IP核提供了三种可选的配置选项，包括FIFO、Register Slice（寄存器切片）和Pass Through Wire（直通线）。这些选项允许用户根据具体需求选择合适的配置。

寄存器切片

每个AXI通道都只在单一方向上传输信息，并且各通道之间并没有固定的关系要求。这种特性使得在任何通道中插入寄存器切片成为可能，尽管这会增加一个额外的延迟周期，但它可以提供最大的操作频率。

具体来说，寄存器切片的核心提供了两种选项：

（1）完全注册（Fully Registered）：这种选项采用了两级流水线寄存器，可以提供更高的数据吞吐量和更好的性能，尤其是在处理高速数据流时。然而，由于它使用了更多的寄存器和逻辑资源，因此可能会占用更多的硬件资源。

（2）轻量级（Light Weight）：轻量级选项采用了一级流水线寄存器。与完全注册选项相比，它占用的硬件资源更少，但性能可能会略有降低。适用于对资源限制较为严格或对性能要求不太高的应用。

直通线

在AXI内存映射接口中，FIFO Generator IP核提供了直通线（Pass Through Wire）选项。这个选项使得所有的输入信号可以直接传递到输出，而不需要经过任何额外的处理或存储。

直通线选项在某些应用场景下非常有用。例如，当您想要将AXI接口的信号直接路由到另一个组件或模块，而不进行任何缓冲或处理时，您可以使用直通线。这样可以减少不必要的延迟和资源消耗，并提高系统的整体性能。

需要注意的是，直通线选项并不适用于所有类型的AXI接口。它主要适用于AXI Memory Mapped接口，因为该接口通常用于在处理器和内存之间传输数据。然而，在AXI Stream接口中，由于数据是连续流动的，并且通常需要进行某种形式的处理或缓冲，因此直通线选项可能不太适用。

2 内存类型（FIFO Implementation Type）

只有在配置选项中选择了FIFO，才需要进行内存选择。

FIFO Generator IP核支持使用block RAM（块RAM）或distributed RAM（分布式RAM）作为FIFO的内存类型。block RAM通常具有更高的容量和带宽，而distributed RAM则更灵活，可以在FPGA的多个地方使用。

3 应用类型选择（FIFO Application Type）

根据应用类型（Data FIFO、Packet FIFO或Low Latency FIFO）的不同，FIFO Generator IP核会结合内存基元以最优的配置进行组合。

Data FIFO

通常用于连续数据流的处理，如音频、视频或通信数据。这种FIFO需要支持较高的带宽和吞吐量。

Packet FIFO

Packet FIFO配置确保了在数据包（burst）的末尾（LAST beat）被接收之前，不会开始数据包的传输。这种设计是为了保证一旦主设备端（master side）的传输开始，数据就能不间断地可用，从而避免了AXI数据通道在源端（source-end）的停滞。这在数据起源于主设备的应用中非常有价值。例如，实时信号通道的数据速率低于下游AXI交换机和/或从设备目标（如高带宽内存）的数据速率时，Packet FIFO就非常有用。

Packet FIFO特性支持公共时钟AXI4/AXI3，但不支持AXI4-Lite配置。通过使用Packet FIFO，系统可以在数据包传输时优化性能和数据流管理，特别是在需要确保数据完整性和连续性的应用中。

Low Latency FIFO

特别适用于需要快速响应和实时处理的应用。对于内存映射（memory mapped）接口，在公共时钟模式下使用distributed RAM内存类型时FIFO Generator IP核提供了低延迟FIFO选项。

在低延迟FIFO模式中，数据从写入到读取的延迟（latency）是1个时钟周期。这意味着当数据被写入FIFO时，它几乎可以立即从FIFO中读取出来，而不需要等待额外的时钟周期。这种低延迟特性对于高性能系统和实时应用来说至关重要。

选择应用类型时，FIFO Generator IP核会根据计算出的FIFO宽度和所选深度来自动优化内存配置。这样可以确保FIFO在满足性能需求的同时，尽可能减少资源消耗和功耗。

4 ECC And Output Register Options

ECC

在错误校正检查（Error Correction Checking, ECC）模式下，编码器和解码器都会被启用。编码器负责在数据写入时添加ECC校验位。解码器负责在数据读取时检查ECC校验位，并可能纠正检测到的错误。

ECC是一种用于检测并可能纠正数据传输或存储中的错误的技术。
它通过在数据中添加额外的校验位（通常是冗余位）来实现这一功能。

Single Bit Error Injection

当在块RAM或内置FIFO中启用ECC选项时，一些设计还提供了额外的功能来测试和验证ECC逻辑的有效性。这通常包括一个输入端口，用于在写入数据时注入单个位错误（bit error）。同时，还有一个输出端口用于指示在读取数据时是否发生了单个位错误。这些功能对于测试ECC逻辑的性能和可靠性非常有用，因为它们允许开发人员模拟和检测各种错误情况。

Double-Bit Error Injection

当在块RAM或内置FIFO中启用ECC选项时，测试ECC逻辑时双位错误注入功能非常有用，因为它可以模拟在数据传输或存储过程中发生的较为严重的错误情况。通过向写入操作注入双位错误，可以验证ECC逻辑是否能够正确检测和（在某些情况下）纠正这类错误。

当ECC解码器在读取数据时检测到双位错误时，它会通过输出端口来指示这个错误。这通常是通过设置一个错误标志或触发一个中断来实现的。这样，系统就可以检测到并响应这种严重的错误情况，采取适当的错误恢复或处理措施。

Embedded Registers

在使用AXI Stream接口块RAM中，嵌入式寄存器（Embedded Registers）被用来流水线化数据并改善宏的时序性能。这些嵌入式寄存器的使用取决于具体的配置，可以用于向FIFO IP核（dout总线和有效输出）添加额外的延迟，或者为FWFT（First Word Fall Through）FIFOs实现输出寄存器。

使用嵌入式寄存器的好处是它们可以帮助平衡读写操作的速率差异，减少数据传输的延迟，并提高整体性能。此外，它们还可以帮助管理FIFO的满/空状态，以防止数据溢出或丢失。

5 Data Threshold Parameters

这些描述是关于FIFO或其他类型存储器（如块RAM或分布式RAM）的可编程选项，特别是关于满和空阈值的设置以及FIFO占用数据计数的提供。以下是针对每个选项的详细解释：

可编程满类型（Programmable Full Type）

功能：允许用户从下拉菜单中选择一个可编程的满阈值类型。
有效范围：每个阈值的有效范围会在IDE中显示，并且这个范围可能会根据IDE中其他地方选择的选项而有所不同。
Full Threshold Assert Value：当选择了“可编程满与单一阈值常量”时，该选项可用。用户可以输入一个自定义的值作为满阈值。该阈值的有效范围会在IDE中提供。

可编程空类型（Programmable Empty Type）

功能：允许用户从下拉菜单中选择一个可编程的空阈值类型。
有效范围：和满阈值一样，每个空阈值的有效范围也会在IDE中显示，并且这个范围可能会根据IDE中其他地方选择的选项而有所不同。
Empty Threshold Assert Value：当选择了“可编程空与单一阈值常量”时，该选项可用。用户可以输入一个自定义的值作为空阈值。该阈值的有效范围会在IDE中提供。