lib/fifo/sync/fifo_sync.sv

@@ -0,0 +1,83 @@
+
+// 同步FIFO模块，可参数化配置
+module fifo_sync #(
+    parameter DATA_WIDTH = 8,           // 数据位宽
+    parameter DEPTH = 16,               // FIFO深度
+    parameter USE_RAM = 0,              // 是否使用RAM存储（0: 寄存器数组, 1: RAM）
+    parameter OUT_REG = 1               // 输出是否为reg型（1: 输出寄存器, 0: 直通）
+)(
+    input  wire                  clk,
+    input  wire                  rst_n,
+    input  wire                  wr_en,
+    input  wire [DATA_WIDTH-1:0] din,
+    input  wire                  rd_en,
+    output wire [DATA_WIDTH-1:0] dout,
+    output wire                  empty,
+    output wire                  full,
+    output wire [$clog2(DEPTH):0] data_count
+);
+
+    localparam ADDR_WIDTH = $clog2(DEPTH);
+
+    reg [ADDR_WIDTH:0] wr_ptr, rd_ptr;
+    reg [DATA_WIDTH-1:0] mem [0:DEPTH-1];
+    reg [DATA_WIDTH-1:0] dout_reg;
+    wire [DATA_WIDTH-1:0] dout_wire;
+
+    // 写操作
+    always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
+        if (!rst_n) begin
+            wr_ptr <= 0;
+        end else if (wr_en && !full) begin
+            wr_ptr <= wr_ptr + 1'b1;
+        end
+    end
+
+    // 读操作
+    always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
+        if (!rst_n) begin
+            rd_ptr <= 0;
+        end else if (rd_en && !empty) begin
+            rd_ptr <= rd_ptr + 1'b1;
+        end
+    end
+
+    // 数据计数
+    assign data_count = wr_ptr - rd_ptr;
+    assign empty = (wr_ptr == rd_ptr);
+    assign full  = (data_count == DEPTH);
+
+    generate
+        if (USE_RAM) begin : USE_RAM_BLOCK
+            // RAM实现（可替换为实际RAM IP）
+            always @(posedge clk) begin
+                if (wr_en && !full)
+                    mem[wr_ptr[ADDR_WIDTH-1:0]] <= din;
+            end
+            assign dout_wire = mem[rd_ptr[ADDR_WIDTH-1:0]];
+        end else begin : USE_REG_BLOCK
+            // 寄存器数组实现
+            always @(posedge clk) begin
+                if (wr_en && !full)
+                    mem[wr_ptr[ADDR_WIDTH-1:0]] <= din;
+            end
+            assign dout_wire = mem[rd_ptr[ADDR_WIDTH-1:0]];
+        end
+    endgenerate
+
+    // 输出寄存器可选
+    generate
+        if (OUT_REG) begin : OUT_REG_BLOCK
+            always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
+                if (!rst_n)
+                    dout_reg <= {DATA_WIDTH{1'b0}};
+                else if (rd_en && !empty)
+                    dout_reg <= dout_wire;
+            end
+            assign dout = dout_reg;
+        end else begin : OUT_WIRE_BLOCK
+            assign dout = dout_wire;
+        end
+    endgenerate
+
+endmodule

tb/fifo/sync/fifo_sync_tb.sv

@@ -0,0 +1,108 @@
+
+`timescale 1ns/1ps
+
+module fifo_sync_tb;
+    parameter DATA_WIDTH = 8;
+    parameter DEPTH = 16;
+    parameter USE_RAM = 0;
+    parameter OUT_REG = 1;
+
+    reg clk;
+    reg rst_n;
+    reg wr_en;
+    reg [DATA_WIDTH-1:0] din;
+    reg rd_en;
+    wire [DATA_WIDTH-1:0] dout;
+    wire empty;
+    wire full;
+    wire [$clog2(DEPTH):0] data_count;
+
+    // 实例化DUT
+    fifo_sync #(
+        .DATA_WIDTH(DATA_WIDTH),
+        .DEPTH(DEPTH),
+        .USE_RAM(USE_RAM),
+        .OUT_REG(OUT_REG)
+    ) dut (
+        .clk(clk),
+        .rst_n(rst_n),
+        .wr_en(wr_en),
+        .din(din),
+        .rd_en(rd_en),
+        .dout(dout),
+        .empty(empty),
+        .full(full),
+        .data_count(data_count)
+    );
+
+    // 时钟生成
+    initial clk = 0;
+    always #5 clk = ~clk;
+
+    // 复位
+    initial begin
+        rst_n = 0;
+        wr_en = 0;
+        rd_en = 0;
+        din = 0;
+        #20;
+        rst_n = 1;
+    end
+
+    // 主测试流程
+    initial begin
+        wait(rst_n == 1);
+        @(negedge clk);
+
+        // 写入DEPTH个数据
+        for (int i = 0; i < DEPTH; i++) begin
+            @(negedge clk);
+            wr_en = 1;
+            din = i;
+            rd_en = 0;
+        end
+        @(negedge clk);
+        wr_en = 0;
+
+        // 检查full信号
+        if (!full) $display("[TB][ERROR] FIFO未满!");
+        else $display("[TB][INFO] FIFO已满!");
+
+        // 读出DEPTH个数据
+        for (int i = 0; i < DEPTH; i++) begin
+            @(negedge clk);
+            wr_en = 0;
+            rd_en = 1;
+        end
+        @(negedge clk);
+        rd_en = 0;
+
+        // 检查empty信号
+        if (!empty) $display("[TB][ERROR] FIFO未空!");
+        else $display("[TB][INFO] FIFO已空!");
+
+        // 交错写读
+        for (int i = 0; i < 8; i++) begin
+            @(negedge clk);
+            wr_en = 1;
+            din = i + 100;
+            rd_en = 1;
+        end
+        @(negedge clk);
+        wr_en = 0;
+        rd_en = 0;
+
+        #20;
+        $display("[TB][INFO] 测试结束");
+        $finish;
+    end
+
+    // 监控输出
+    always @(posedge clk) begin
+        if (wr_en && !full)
+            $display("[TB][WRITE] @%0t: din=%0d, wr_ptr=%0d", $time, din, dut.wr_ptr);
+        if (rd_en && !empty)
+            $display("[TB][READ ] @%0t: dout=%0d, rd_ptr=%0d", $time, dout, dut.rd_ptr);
+    end
+
+endmodule