一种异步FIFO的设计方法

4 二进制指针和格雷码指针的比较

二进制指针和格雷码指针两者各有优缺点：

（1）由于通过握手同步，指针可以有多位同时变化，二进制指针每次移动可以跳跃过任意的长度，这样给FIFO的某些功能的实现带来了方便（例如，硬件直接控制FIFO从缓存的数据流中丢弃一个出错的包）；而格雷码指针一般只能做递增或递减的移动。

（2）二进制指针可以用于任意大小的FIFO; 格雷码指针只能用于大小为2的幂的FIFO。

（3）与直接同步相比，通过握手同步需要多时钟周期，因此二进制指针的满空判断比格雷码指针的满空判断更"保守"；对于设计一个容量很大且由内存构成的FIFO来说，由于保守判断而损失的空间可以忽略；但对于一个容量较小的FIFO而言，这种"保守"可能是无法接受的。例如，一个由8个寄存器组成的FIFO, 对于格雷码编码的指针，最坏情况下，FIFO被写者判断为满时，里面实际只存有五个数据（使用两级同步器， 可能需要三个周期同步，而在这三个周期内都有读动作发生）；而对与二进制编码的指针，FIFO 被判为满时，FIFO里可能只有三个数据或更少（使用两级同步器，最好的情况下，需要五个周期握手，而在这五个周期里都有读动作发生）。

设计者在两种方法的比较选择上应该考虑到以上的几点。

本文介绍的异步FIFO的设计方法的两种不同思路都能够实现功能正确的异步FIFO。对这两种方法设计的FIFO的优缺点所做的简要分析，对FIFO的设计具有指导意义。