关于双独立时钟fifo的一些细节探讨

最近遇到一个项目，就是接收数据转换成本地数据。两个时钟是频率是基本一样，但是存在5%偏差，而且存在相位差。

　这是基本需求。一般转换的办法就是fifo写入有效数据，然后用empty读取出来。但是发现有个问题。就是如果两个帧之间间隔太短了，会导致读取的时候，两帧的数据会连续成一帧数据。解决办法就是把写使能也要加入到fifo中，把前后使能无效+数据，也是写入到fifo，恢复的时候再恢复到有效数据。

wire wrfifo_wren;
assign wrfifo_wren = serdes_en_d2 | serdes_en;

wire[32:0] wrfifo_wrdata;
assign wrfifo_wrdata = { serdes_en_d0,rx_data_lock_d0};

二个关于频率偏差问题，很多人都是内部count 来判断，好在xilinx由prog-empty，可以编程的empty，选择两个状态。这样在拉低信号，判断fifo是否写入数据，再读取。

.prog_empty(fifo_almost_empty)
   );
  
 reg fifo_almost_empty_d0;
 reg fifo_almost_empty_d1;
 reg fifo_almost_empty_d2;
 reg fifo_almost_empty_d3;
 reg fifo_almost_empty_d4;
  always @(posedge    ref_clk)
 begin
    fifo_almost_empty_d0 <= fifo_almost_empty;
    fifo_almost_empty_d1 <= fifo_almost_empty_d0;
    fifo_almost_empty_d2 <= fifo_almost_empty_d1;
    fifo_almost_empty_d3 <= fifo_almost_empty_d2;
    fifo_almost_empty_d4 <= fifo_almost_empty_d3;
 end
 
 reg fifo_rd_en_temp ;
 always @(posedge    ref_clk)
 begin
    if( fifo_almost_empty_d4 == 0)
        fifo_rd_en_temp <= 1;
     else if( fifo_empty)
        fifo_rd_en_temp <= 0; 
  end

三个问题，fifo其中写的时钟会波动，中途可能会停掉，因为上电复位过程会停止时钟，中途也会停止时钟。很多fifo对这个时钟是没有讲解的，发现的现象竟然是full信号一直为慢的信号。empty也是空的信号，后面的数据根本写入不了。解决办法就是，直接判断full信号，复位fifo。这样稳定时钟又可以写入数据。

注意同步复位，要求是最慢的时钟的三个时钟以上有效。

wire lock_fail_rising;
assign lock_fail_rising = (( lock_fail_temp_d1 == 1'b0) & (lock_fail_temp_d0 ==1'b1));

wire       fifo_full;
reg fifo_full_d0;
reg fifo_full_d1;
reg fifo_full_d2;
always @(posedge    ref_clk)
begin
    fifo_full_d0 <= fifo_full;
    fifo_full_d1 <= fifo_full_d0;
    fifo_full_d2 <= fifo_full_d1;
end
reg lock_fail_rising_d0;
reg lock_fail_rising_d1;
reg lock_fail_rising_d2;
reg lock_fail_rising_d3;
reg lock_fail_rising_d4;
reg lock_fail_rising_d5;
reg lock_fail_rising_d6;
always @(posedge    ref_clk)
begin
    lock_fail_rising_d0 <= lock_fail_rising| fifo_full_d2 ;
    lock_fail_rising_d1 <= lock_fail_rising_d0;
    lock_fail_rising_d2 <= lock_fail_rising_d1;
    lock_fail_rising_d3 <= lock_fail_rising_d2; 
    lock_fail_rising_d4 <= lock_fail_rising_d3; 
    lock_fail_rising_d5 <= lock_fail_rising_d4; 
    lock_fail_rising_d6 <= lock_fail_rising_d5; 
end

assign rd_rst = lock_fail_rising_d6 | lock_fail_rising_d0;