[发明专利]基于李氏制约竞争计数编码的异步FIFO地址转换电路

说明书

技术领域

本发明涉及微电子技术领域，特别是设计一种基于李氏制约竞争计数编码的异步FIFO地址转换电路。

背景技术

在通讯处理系统中，经常需要进行不同时钟域之间的数据传输。如果是多比特数据的传输，为了保证异步时钟域之间传输时的数据完整性，一种通用的方法是使用异步FIFO，如图1所示，数据在写时钟域中进入缓存，在读时钟域中被读出，为了保证数据缓存的同时写入和读出时数据的一致和完整，在写逻辑和读逻辑中分别对写地址和读地址的相对位置进行逻辑比较，从而判断出缓存的状态（读空或写满）。

由于读时钟的异步，读和写的地址指针需要分别进行时钟域穿越。读地址和写地址的宽度都是多个比特，所以直接的时钟穿越不能解决问题。为此，一种通用的做法是在穿越前（源时钟域内）将二进制地址转换成格雷码（Gray Code）,利用格雷码的特性（相邻数字只相差一个比特）进行时钟穿越，在穿越（目标时钟域）后再转换成原来的二进制代码进行比较。李氏编码同格雷码一样，相邻编码间每次只有一位数据发生变化，从而从根本上消除了电路的竞争冒险现象。由于格雷码不是一种权重码，在用于计数时很不方便，没有规律性，即缺乏特征序列，李码本身即为制约竞争计数码且产生便捷，因此用于对异步FIFO进行地址管理比格雷码更有应用价值。李氏编码与BCD码的比较如下表所示：

表1 李氏编码与BCD码的比较

16进制数李氏编码BCD码 B3B2B1B0B3B2B1B0000000000100010001210010010310110011400110100501110101601010110711010111811111000911101001A01101010B01001011C11001100D10001101E10101110F00101111