异步FIFO在FPGA与DSP通信中的运用

其中，EMIFA的16位数据端与FIFO的Rdata端相连以便接收FPGA发来的数据，GPI04_13，GPI04_12，GPI04_15这3个通用IO口用来接收或输出相应的握手信号。EMA_WE与FIFO的读使能端相连，EMA_CS与FIFO的读时钟相连。

图3所示为DSP的EMIFA口读取数据的时序图，从图中可以看出，每一次读数据操作均以EMA_CS(EMIFA使能信号)下降沿开始，以EMA_CS的上升沿结束。同时，因为是读取操作，EMA_WE(EMA读写控制信号，低为写，高为读)始终为高电平，EMA_OE(EMA输出使能信号，低有效)在数据读取时刻为低电平。所以，将EMA_CS连至FIFO的Rclk端，恰好实现DSP读取一次数据，FIFO更新一个数据，而EMA_WE可作为FIFO的读使能信号。

3 仿真结果与结论
本文设计了数据宽度为16位，深度为2 048的FIFO，并使用Verilog语言编写了FIFO模块和与DSP的接口模块，利用该FIFO，FPGA实现了将数据1～65 535传递给DSP。在Quartus II软件下进行仿真得到的结果如图4所示。

由图4可以看出，在rst变为高电平以后，FPGA在Wclk的上升沿依次将数据写入FIFO中，写指针也从0开始逐次增1。在收到DSP发来的gp15(启动数据发送信号)有效后，在读时钟Rclk的上升沿，FPGA将数据从1开始逐次输出到Rada端，供DSP读取。DSP端在配置好EMIFA口后，编写的相应接收程序，正确接收到了从0～65 535这65 536个数据。
为实现FPGA与DSP之间的数据通信，本文提出了利用异步FIFO的方法，采用格雷码和两级D触发器同步的方法降低了亚稳态现象出现的概率。同时，给出了FPGA和DSP实现数据通信的硬件连接电路。经验证，利用异步FIFO的方法，能够稳定可靠地从FPGA中传输数据给DSP。