[发明专利]一种先进先出缓冲器及缓存数据的方法

说明书

技术领域

本发明涉数据缓存技术领域，特别涉及一种先进先出缓冲器及缓存数据的方法。

背景技术

在数据传输过程中，经常会用到先进先出(FIFO，First In First Out)作为数据缓冲器，用来匹配不同传输速度之间的数据传输。

图1是FIFO在实际应用中的位置示意图，可见，FIFO通常在发送方和接收方之间。图2是现有的FIFO的结构示意图，参见图1和图2，假设FIFO的深度为2^m，宽度为n，各信号的描述如下：

fifo_wdata：fifo写数据总线，位宽为n；

fifo_wr：fifo写使能信号；

fifo_wptr：fifo写指针；

fifo_rdata：fifo读数据总线，位宽为n；

fifo_rd：fifo读使能信号；

fifo_rptr：fifo读指针；

full：fifo满标志信号；

empty：fifo空标志信号；

图2中的FIFO一般会用双端的静态随机存储器(SRAM)或者寄存器文件(Register File)作为存储单元。FIFO控制器单元电路主要是对FIFO进行控制，包括读指针控制电路，写指针控制电路和fifo的空满标志控制电路。FIFO每写回一个数据，写指针增加1，每读取一个数据，读地址指针增加1。当读地址和写地址低位相同时(除去最高位)，则表示FIFO为空或者满，具体是空或满由读写地址的最高位来判断。

当读写FIFO的数据宽度是固定的时候，普通的FIFO能够有效的处理数据发送方和接收方之间的数据。然而，在许多场合之下需要对不同的数据带宽总线进行快速传输，例如采用直接存储器存取(DMA)方式下载数据时宽度可能是1byte，2byte，3byte或4byte，本地功能模块读取FIFO的数据宽度也有可能是1byte，2byte，3byte，4byte或8byte等。那么这种情况下，现有的FIFO至少存在如下问题：

1、由于读写的数据宽度不一致且不等长，无法实现任意的数据宽度读写；

2、即使在fifo读写数据之前进行调整，但是数据传输的效率将会大大降低，无法做到数据的快速无缝传输。

发明内容

本发明实施例提供了一种先进先出缓冲器及缓存数据的方法，能够支持任意的数据宽度进行FIFO读写，且实现数据的快速无缝传输。

本发明实施例提供了一种先进先出缓冲器，包括：写指针、写指针控制电路、写回控制电路、移位寄存器，移位控制电路、读指针、读控制电路以及FIFO控制电路，其中，

写指针，用于指向下个数据写回的地址；

写指针控制电路，用于计算写回地址，控制写指针指向该地址；

写回控制电路，用于提取出已排序的待写回数据，将所述待写回的数据写回到移位寄存器；

读指针，用于始终指向移位寄存器中的0地址位；

读控制电路，用于对待读取的数据进行格式处理；

移位寄存器，用于存储数据；

移位控制电路，用于从移位寄存器中读取数据时，控制移位寄存器进行移位操作，每读出去多少个数据，移位寄存器就像0地址方向移动多少；

FIFO控制电路，用于记录移位寄存器中当前有效数据个数，每次写，累加写数据个数，每次读，减去读出数据的个数。

其中，所述先进先出缓冲器中的FIFO控制电路，还用于获知移位寄存器中存储的有效数据个数小于将要读取的数据量时，向接收方发出空标志。

其中，所述先进先出缓冲器还中的FIFO控制电路，还用于获知移位寄存器中存储的剩余空间小于将要写入的数据量时，向发送方发出满标志。

本发明实施例还提供了一种缓存数据的方法，应用于用移位寄存器作为存储单元的先进先出缓冲器，所述方法包括：

当需要向先进先出缓冲器中写入数据时，

提取出已排序的待写回数据，将所述待写回的数据写回到移位寄存器，每次写，累加写数据个数；

当需要从先进先出缓冲器中读出数据时，

读指针始终指向移位寄存器中的0地址位；

对待读取的数据进行格式处理；每次读，从所述移位寄存器中当前有效数据个数中减去读出数据的个数，并且，每读出去多少个数据，移位寄存器就像0地址方向移动多少。

其中，所述方法还包括：在获知移位寄存器中存储的有效数据个数小于将要读取的数据量时，向接收方发出空标志。