FIFO核心原理与机制

FIFO核心原理与机制

FIFO（先进先出）作为一种关键的数据缓冲技术，其核心是依托固定大小的连续地址空间，通过写指针、读指针的独立循环移动与空满状态标志的协同，实现数据按 “先进入先输出” 的规则有序存取，同时支持边写边读的并发操作。

1. 物理存储与循环特性

基于固定大小的连续地址空间（如深度8对应地址0~7），数据按"0→1→2→…→7→0→1→…"顺序循环写入，地址被反复复用。

2. 指针与标志协同工作

• 双指针独立运作：写指针（wr_ptr）指向待写入地址，写入后自动递增；读指针（rd_ptr）指向待读取地址，读取后自动递增，两者仅随对应操作移动。
• 状态标志定义：
  • empty=1：读写指针相等（rd_ptr=wr_ptr），无有效数据（非空时指针必不相等）；
  • full=1：地址空间用尽，无法写入新数据（需通过计数或指针错位判断）。
• 数据有效性：有效数据范围为循环意义上的[rd_ptr, wr_ptr)区间，严格遵循先进先出规则。

3. 安全操作逻辑

支持"边写边读"并发操作，核心规则：

• 写操作前检查full=0（未满），避免数据溢出丢失；
• 读操作前检查empty=0（非空），避免读取无效数据。
  指针分离机制确保读写操作互不干扰，数据有序存取。