高速大深度新型FIFO存储器IDT72V3680的应用

1 FIFO概述

FIFO芯片是一种具有存储功能的高速逻辑芯片，可在高速数字系统中用作数据缓存。FIFO通常利用双口RAM和读写地址产生模块来实现其功能。FIFO的接口信号包括异步写时钟（wr-clk）和读时钟（rd-clk）、与写时钟同步的写有效（wren）和写数据（wr-data）、与读时钟同步的读有效（rden）和读数据（rd-data）。写地址产生模块一般还根据读地址和写地址来产生FIFO的满标志。读地址产生模块一般根据读地址和写地址的差来产生FIFO的空标志。为了实现正确的读写和避免FIFO的上溢或下溢，通常还应给出与读时钟和写时钟同步的FIFO的空标志（empty）和满标志（full），以禁止读写操作。写地址产生模块通常根据写时钟和写有效信号来产生递增的写地址，而读地址产生模块则根据读时钟和读有效信号来产生递增的读地址。FIFO一般在操作时，首先在写时钟wr clk的上升沿且当wren有效时，将wrdata写入双口RAM中写地址对应的位置中，然后将读地址对应的双口RAM中的数据输出到读数据总线上，这样就可实现先进先出功能。读写操作一般会自动访问存储器中连续的存储单元。从FIFO中读出的数据顺序与写入的顺序相同，而地址的顺序则在内部已经预先定义好，因此，对FIFO芯片的操作不需要额外的地址信息。另外，FIFO芯片还能提供对读／写指针的复位功能。这些结构上的特点使FI－FO的应用大大简化了电路的复杂程度，提高了系统的可靠性和稳定性。由于微电子技术的飞速发展，新一代FIFO芯片的容量越来越大，体积也越来越小，价格越来越便宜，因而将在高性能、低功耗、快速数据处理系统中发挥越来越重要的作用。

2 IDT72V3680简介

2．1 IDT72V3680功能特点

IDT72V3680属于IDT公司的高密度supersyncTMⅡ36位系列存储器IDT72V3640～3690中的一种，其存储结构为16，384×36。这一系列CMOS工艺的FIFO（先入先出）芯片具有极大的深度。其基本功能特点如下：

●对读／写口都可进行灵活的总线宽度设置，可选择不同的输入／输出数据线宽度（可在36 in 36 out；36 in 18 out；36in 9 out；18 in 36 out；9in 36 out中选择）；
●重传操作延时很低且固定；
●首字的写入到读出的延时很低且固定；
●数据密度高达1Mbit；
●操作时钟可达166MHz；
●可选大／小字节排列格式；
●主复位方式可提供FIFO整体清零，部分复位只清掉存储数据，但保留可编程设置项；
●几乎空／满标志置位或无效操作可选择同步或异步时间模式；
●具有两种时间工作模式，分别为
IDT标准模式（采用和标志位）和FWFT首字直传模式（采用标志位）；
●读写操作采用独立时钟，并可异步操作；
●采用TQFP（128引脚）和PBGA（144引脚）两种封装形式，其中PBGA封装形式不仅可用JTAG口提供边界扫描功能，还可选择同步或者异步读写操作（只对PBGA封装）；
●与5V输入兼容；
●具有节电模式；
●管脚可与更高密度的芯片IDT72V36100和IDT72V36110兼容。

IDT72V3680的内部结构框图如图1所示。

  

2．2 使用要点

IDT72V3680系列产品在使用中，通常应注意以下几点：

（1）两种可选择的时间运行模式的区别

在主复位时，FWFT／SI信号电平为低表示选择IDT标准模式，否则表示选择首位字直传模式FWFT。在两种不同模式下，其输出的标志信号也有所不同，其中、为IDT标准模式；（输出准备好）输入准备好）为FWFT模式。另一个区别是在FWFT方式下，第一个写入字在三个读时钟上升沿后将直接传到输出Qn上，而不需要信号有效，以后写入的字则需要信号有效才能通过Qn传出；而在IDT方式下，写入字都需要有效才能读出数据。另外，FWFT在深度扩展时，FIFO可串行连接，即上一个FIFO的Qn直接连接下一个FI－FO的Dn，而无需额外控制逻辑。

（2）两种复位操作

IDT72V3680有主复位（MRS）和部分复位（PRS）两种方式（都属于异步操作）。当主复位启动后，读写指针都指向第一个数据位置，几乎空标志置低，几乎满标志和半满标志置高，同时，输入／输出的总线宽度、可编程标志位的同／异步方式以及是否需要去掉字节中的校验位均被确定，输出寄存器初始化为全零，上电即进行复位，以后才可进行写操作。而当部分复位后，只有读写指针复位，几乎空标志置低，几乎满标志和半满标志置高电平，其余各种运行方式不变，部分复位可在操作进行中进行复位，当经过编程设定的偏置值不理想时，可随时调用。

（3）加载操作

当置高时，可以采用串行的方式加载可编程标志位以生效偏置值；而当其置低时，则采用并行方式加载。读出这些偏置值时，只能采用并行方式。加载和读出偏置值的操作既可以被中断以执行普通数据的读写操作，也可以在主复位时通过FSL1、FSL0选择缺省的8种偏置值。

（4）PAE、

几乎空/满标志可由PFM引脚输入并将其设定为同步或异步模式操作。在异步操作时，几乎空标高速大深度新型FIFO存储器IDT72V3680的应用志位电平在RCLK的上升沿降低，而在WCLK的上升沿电平升高；对于几乎满标志位，在WCLK的上升沿电平降低，而在RCLK的上升沿电平升高。在同步操作时，几乎空标志位只能随读时钟上升沿跳变，几乎满标志位只能随写时钟上升沿跳变。

（5）读写操作

读写操作可以通过异步读写引脚将读写操作设定为同步或异步方式。对于异步读写操作，芯片不能在FWFT模式下工作。