FIFO存储器
- 中文名
- FIFO存储器
- 外文名
- First Input First Output
- 含 义
- 先进先出
- 功 能
- 数据集中起来进行进机和存储
在系统设计中,以增加数据传输率、处理大量数据流、匹配具有不同传输率的系统为目的而广泛使用FIFO存储器,从而提高了系统性能。FIFO存储器是一个先入先出的双口缓冲器,即第一个进入其内的数据第一个被移出,其中一个存储器的输入口,另一个口是存储器的输出口。对于单片FIFO来说,主要有两种结构:触发导向结构和零导向传输结构。触发导向传输结构的FIFO是由寄存器阵列构成的,零导向传输结构的FIFO是由具有读和写地址指针的双口RAM构成。
FIFO存储器是系统的缓冲环节,如果没有FIFO存储器,整个系统就不可能正常工作,它主要有几方面的功能:
1)对连续的数据流进行缓存,防止在进机和存储操作时丢失数据;
2)数据集中起来进行进机和存储,可避免频繁的总线操作,减轻CPU的负担;
3)允许系统进行DMA操作,提高数据的传输速度。这是至关重要的一点,如果不采用DMA操作,数据传输将达不到传输要求,而且大大增加CPU的负担,无法同时完成数据的存储工作。
因此,选择合适的存储芯片对于提高系统性能很重要,在以往的设计中经常采用的是“乒乓型”存储方式,这种方式就是采用两片存储器,数据首先进入其中一片,当数据满时再让数据进入第二片存储器,同时通过逻辑控制,将第一片存储器中的数据取走,以此类推,两片轮流对数据进行缓存。这种方式有着较明显的缺点,首先是控制复杂,要有专门的逻辑来维护这种轮流机制;其次,数据流的流向要不断变化,限制了数据流的速率,还容易产生干扰。从数据传输上说,缓存芯片容量越大,对后续时序要求就越低,可减少总线操作的频次;但从数据存储上说,就意味着需要开辟更大的内存空间来进行进行缓冲,会增加计算机的内存开销,而且容量越大,成本也越高。因此,在综合考虑系统性能和成本的基础上,选择满足系统需要的芯片即可。
FIFO是First In/First-Out的缩写,是先入先出的意思。FIFO存储器分为写入专用区和读取专用区。读操作与写操作可以异步进行,写入区上写入的数据按照写入的顺序从读取端的区中读出,类似于吸收写入端与读出端速度差的一种缓冲器。计算机的串口,一般也都具有FIFO缓冲器(不是单一的FIFO存储器,而是嵌入在设备内部)。