课程设计任务书
学生姓名： 专业班级：电子科学与技术0903班
指导教师： 工作单位： 信息工程学院
题 目: 8×9先进先出(FIFO)缓冲器设计
初始条件：
QuartusⅡ软件、微机、FPGA实验箱
设计任务:
深入研究和掌握FIFO的理论知识。利用QuartusⅡ软件强大的编译和仿真功能，实现FIFO缓冲器的设计、仿真以及硬件功能实现。设计一个8×9先进先出（FIFO）缓冲器，要求达到一下功能：
1、8位字深，9位字宽；
2、当读信号ready有效时，FIFO的输出data_out使能，当ready无效时，FIFO的输出处于高阻态；
3、当写信号write有效时，9位款的寄存器进行写操作；
4、信号rdinc和wrinc被用来作为寄存器读和写指针递增，以指示该位寄存器的读和写；
5、信号rdptclr和wrptclr复位读写指针指向FIFO的第一个寄存器；
6、data_in是将被载入到一个寄存器的数据；
7、ef、ff分别作为缓冲器空和满的标志（附加）。
时间安排：
第1天 课程设计任务布置、选题、查阅资料
第2~5天 设计，软件编程、仿真和调试
第6~8天 实验室检查仿真结果，验证设计的可行性和正确性
第9~10天 设计的硬件调试
第11天 机房检查设计成果，提交设计说明书及答辩
指导教师签名： 年 月 日
系主任（或责任教师）签名： 年 月 日
摘 要 ....................................................................................................................................... 1
ABSTRACT ................................................................................................................................ 2
1 绪论 ....................................................................................................................................... 1
2 QUARTUS II的使用 ............................................................................................................... 1
2.1 新建工程 .............................................................................................................................. 1
2.2 程序编写 .............................................................................................................................. 1
2.3 仿真 ...................................................................................................................................... 1
2.4 硬件调试 .............................................................................................................................. 2
3 FIFO缓冲器原理 .................................................................................................................. 3
3.1 FIFO缓冲器的结构 .............................................................................................................. 3
3.2 FIFO的一些重要参数 .......................................................................................................... 3
3.3 FIFO的分类 .......................................................................................................................... 4
3.4 FIFO缓冲器的应用 .............................................................................................................. 5
3.5 FIFO缓冲器空/满状态的算法 ............................................................................................. 5
4 FIFO缓冲器设计方案 .......................................................................................................... 6
4.1方案一——FIFO定制 .......................................................................................................... 6
4.1.1 设计步骤 ........................................................................................................................... 6
4.1.2 功能验证 ........................................................................................................................... 7
4.2方案二——8个字长为9的变量构成寄存器 .................................................................... 9
4.2.1 设计思想 ........................................................................................................................... 9
4.2.2功能模块 ............................................................................................................................ 9
4.2.3 硬件调试 ......................................................................................................................... 10
4 结束语 ................................................................................................................................... 11
参考文献 ................................................................................................................................... 12
附录1 ........................................................................................................................................ 13
附录2 ........................................................................................................................................ 15
摘 要
先进先出（FIFO）缓冲器是双端口数据存储器，其存储结构与RAM相同，仅存储方式存在差异。本文详细介绍了基于FPGA开发环境Quartus II、用VHDL语言编程实现FIFO缓冲器的方法和过程。利用FPGA的可编程性，拥有简洁而又多变的设计方法。本设计实现了先进先出缓存器的一些基本功能，也把一些新的思路加入到设计中，通过仿真和实验箱实现了FIFO缓冲器的数据读写功能、读写指针移动和复位功能、缓冲器空、满指示标志功能。本次课程设计中拟定了两种设计方案，使FIFO缓冲器性能得以优化，并且都进行了仿真和FPGA实现。
关键词：FIFO缓冲器，FPGA，Quartus II，VHDL
