FIFO芯片IDT72V3680的功能特點(diǎn)及應(yīng)用

　　FIFO芯片是一種具有存儲(chǔ)功能的高速邏輯芯片，可在高速數(shù)字系統(tǒng)中用作數(shù)據(jù)緩存。FIFO通常利用雙口RAM和讀寫地址產(chǎn)生模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)其功能。FIFO的接口信號(hào)包括異步寫時(shí)鐘（wr-clk）和讀時(shí)鐘（rd-clk）、與寫時(shí)鐘同步的寫有效（wren）和寫數(shù)據(jù)（wr-data）、與讀時(shí)鐘同步的讀有效（rden）和讀數(shù)據(jù)（rd-data）。寫地址產(chǎn)生模塊一般還根據(jù)讀地址和寫地址來(lái)產(chǎn)生FIFO的滿標(biāo)志。讀地址產(chǎn)生模塊一般根據(jù)讀地址和寫地址的差來(lái)產(chǎn)生FIFO的空標(biāo)志。

為了實(shí)現(xiàn)正確的讀寫和避免FIFO的上溢或下溢，通常還應(yīng)給出與讀時(shí)鐘和寫時(shí)鐘同步的FIFO的空標(biāo)志（empty）和滿標(biāo)志（full），以禁止讀寫操作。寫地址產(chǎn)生模塊通常根據(jù)寫時(shí)鐘和寫有效信號(hào)來(lái)產(chǎn)生遞增的寫地址，而讀地址產(chǎn)生模塊則根據(jù)讀時(shí)鐘和讀有效信號(hào)來(lái)產(chǎn)生遞增的讀地址。

FIFO一般在操作時(shí)，首先在寫時(shí)鐘wr clk的上升沿且當(dāng)wren有效時(shí)，將wrdata寫入雙口RAM中寫地址對(duì)應(yīng)的位置中，然后將讀地址對(duì)應(yīng)的雙口RAM中的數(shù)據(jù)輸出到讀數(shù)據(jù)總線上，這樣就可實(shí)現(xiàn)先進(jìn)先出功能。讀寫操作一般會(huì)自動(dòng)訪問(wèn)存儲(chǔ)器中連續(xù)的存儲(chǔ)單元。從FIFO中讀出的數(shù)據(jù)順序與寫入的順序相同，而地址的順序則在內(nèi)部已經(jīng)預(yù)先定義好，因此，對(duì)FIFO芯片的操作不需要額外的地址信息。另外，F(xiàn)IFO芯片還能提供對(duì)讀／寫指針的復(fù)位功能。　　2 IDT72V3680簡(jiǎn)介

　　2．1 IDT72V3680功能特點(diǎn)

　　IDT72V3680屬于IDT公司的高密度supersyncTMⅡ36位系列存儲(chǔ)器IDT72V3640～3690中的一種，其存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)為16，384×36。這一系列CMOS工藝的FIFO（先入先出）芯片具有極大的深度。其基本功能特點(diǎn)如下：

• 　　對(duì)讀／寫口都可進(jìn)行靈活的總線寬度設(shè)置，可選擇不同的輸入／輸出數(shù)據(jù)線寬度（可在36 in 36 out；36 in 18 out；36in 9 out；18 in 36 out；9in 36 out中選擇）；
• 　　重傳操作延時(shí)很低且固定；
• 　　首字的寫入到讀出的延時(shí)很低且固定；
• 　　數(shù)據(jù)密度高達(dá)1Mbit；
• 　　操作時(shí)鐘可達(dá)166MHz；
• 　　可選大／小字節(jié)排列格式；
• 　　主復(fù)位方式可提供FIFO整體清零，部分復(fù)位只清掉存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，但保留可編程設(shè)置項(xiàng)；
• 　　幾乎空／滿標(biāo)志置位或無(wú)效操作可選擇同步或異步時(shí)間模式；
• 　　具有兩種時(shí)間工作模式，分別為IDT標(biāo)準(zhǔn)模式（采用和標(biāo)志位）和FWFT首字直傳模式（采用標(biāo)志位）；
• 　　讀寫操作采用獨(dú)立時(shí)鐘，并可異步操作；
• 　　采用TQFP（128引腳）和PBGA（144引腳）兩種封裝形式，其中PBGA封裝形式不僅可用JTAG口提供邊界掃描功能，還可選擇同步或者異步讀寫操作（只對(duì)PBGA封裝）；
• 　　與5V輸入兼容；
• 　　具有節(jié)電模式；
• 　　管腳可與更高密度的芯片IDT72V36100和IDT72V36110兼容。

　　IDT72V3680的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

　　2．2 使用要點(diǎn)

　　IDT72V3680系列產(chǎn)品在使用中，通常應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

　　（1）兩種可選擇的時(shí)間運(yùn)行模式的區(qū)別

　　在主復(fù)位時(shí)，F(xiàn)WFT／SI信號(hào)電平為低表示選擇IDT標(biāo)準(zhǔn)模式，否則表示選擇首位字直傳模式FWFT。在兩種不同模式下，其輸出的標(biāo)志信號(hào)也有所不同，其中、為IDT標(biāo)準(zhǔn)模式；（輸出準(zhǔn)備好）輸入準(zhǔn)備好）為FWFT模式。另一個(gè)區(qū)別是在FWFT方式下，第一個(gè)寫入字在三個(gè)讀時(shí)鐘上升沿后將直接傳到輸出Qn上，而不需要信號(hào)有效，以后寫入的字則需要信號(hào)有效才能通過(guò)Qn傳出；而在IDT方式下，寫入字都需要有效才能讀出數(shù)據(jù)。另外，F(xiàn)WFT在深度擴(kuò)展時(shí)，F(xiàn)IFO可串行連接，即上一個(gè)FIFO的Qn直接連接下一個(gè)FI－FO的Dn，而無(wú)需額外控制邏輯。

　　（2）兩種復(fù)位操作

　　IDT72V3680有主復(fù)位（MRS）和部分復(fù)位（PRS）兩種方式（都屬于異步操作）。當(dāng)主復(fù)位啟動(dòng)后，讀寫指針都指向第一個(gè)數(shù)據(jù)位置，幾乎空標(biāo)志置低，幾乎滿標(biāo)志和半滿標(biāo)志置高，同時(shí)，輸入／輸出的總線寬度、可編程標(biāo)志位的同／異步方式以及是否需要去掉字節(jié)中的校驗(yàn)位均被確定，輸出寄存器初始化為全零，上電即進(jìn)行復(fù)位，以后才可進(jìn)行寫操作。而當(dāng)部分復(fù)位后，只有讀寫指針復(fù)位，幾乎空標(biāo)志置低，幾乎滿標(biāo)志和半滿標(biāo)志置高電平，其余各種運(yùn)行方式不變，部分復(fù)位可在操作進(jìn)行中進(jìn)行復(fù)位，當(dāng)經(jīng)過(guò)編程設(shè)定的偏置值不理想時(shí)，可隨時(shí)調(diào)用。