异步FIFO

 1、一个模块（module）里面最好存在一个clk；因此在fifo_mem模块内只使用w_clk时钟，不使用r_clk时钟。

2、为判断FIFO的空（empty)、满（full）状态，需将写操作指针（w_ptr）、读操作指针（r_ptr）进行比较，因此需要将w_ptr同步到r_ptr时钟域，以及将r_ptr同步到w_ptr时钟域；使用常用的两级寄存器进行寄存。

3、读写地址（w_addr、r_addr)使用二进制，读写指针（w_ptr、r_ptr）因为需要同步到异步时钟域上，因此使用格雷码。

4、由二进制转换为格雷码的逻辑：gray_code = (bin_code << 1) ^ bin_code。

5、空（empty)、满（full）状态的判断都是同步比较w_ptr与r_ptr是否相同；为了确定是empty还是full，w_ptr、r_ptr需要比w_addr、r_addr多一位；当w_ptr与r_ptr所有位都相同时，则表明FIFO为empty，当w_ptr与r_ptr最高位（MSB）和次高位（2'MSB）不同，其余位都相同时，则表明FIFO为full。

6、异步FIFO的原理框图如下：