摘要：文章詳細(xì)介紹了IDT公司生產(chǎn)的新型先進(jìn)先出異步CMOS FIFO存儲寄存器芯片IDT7203的組成結(jié)構(gòu)、功能原理和運行方式，分析了它的字長和字深的擴(kuò)展方法。給出了IDT7203芯片在虛擬示波器硬件系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用方法。
關(guān)鍵詞：先進(jìn)先出 存儲器 單片機 數(shù)據(jù)傳輸 IDT7203
在某些高速數(shù)據(jù)傳輸和實時顯示控制領(lǐng)域中，往往需要對數(shù)據(jù)實現(xiàn)快速存儲和發(fā)送。而要實現(xiàn)這種高速數(shù)據(jù)的傳輸，則必須對數(shù)據(jù)進(jìn)行快速采集、
順序存儲和傳送，而傳統(tǒng)的存儲器（如RAM系列）卻無法勝任。IDT72XX系列是IDT公司新推出的先進(jìn)先出（FIFO）存貯器芯片。它具有雙口輸入輸出、采集傳送速度快和先進(jìn)先出的特點，能滿足高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊�。本文將結(jié)合筆者對該類芯片的實際應(yīng)用體會來具體討論異步CMOS FIFO IDT7203的性能[1]，以及它在虛擬示波器硬件系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用。
1 IDT7203的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及性能
IDT7203 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理如圖1所示，從圖中可知，該芯片是一個雙端口的存儲緩沖芯片，它結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，并具有控制端、標(biāo)志端、擴(kuò)展端和內(nèi)部RAM陣列，內(nèi)部讀、寫指針在先進(jìn)先出的基礎(chǔ)上可進(jìn)行數(shù)據(jù)的自動寫入和讀出。當(dāng)有數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)輸入端口（D0～D8）時，可由控制端W來控制數(shù)據(jù)的寫。為了防止數(shù)據(jù)的寫溢出，可用標(biāo)志端滿FF、半滿HF來標(biāo)明數(shù)據(jù)的寫入情況。
寫入時由內(nèi)部寫指針安排其寫入的位置。由于內(nèi)部RAM陣列的特殊設(shè)計，先存入的數(shù)據(jù)將被先讀出。如果需要數(shù)據(jù)外讀，則可由控制端R來控制數(shù)據(jù)的讀出情況。 W、R由外部晶振提供脈沖。數(shù)據(jù)輸出端口Q0～Q8是三態(tài)的，在無讀信號時呈高阻態(tài)�！翱誆F”標(biāo)志用來防止數(shù)據(jù)的空讀；若需將內(nèi)部數(shù)據(jù)重新讀出可用控制端RT來實現(xiàn)。輸入數(shù)據(jù)位D0～D8和輸出數(shù)據(jù)位Q0～Q8提供9位輸入輸出位，可將其中一位用作控制或用戶自定義。擴(kuò)展端XI，XO、FT用來進(jìn)行字深和字長的擴(kuò)展，以便于多個芯片的組合使用。RS為復(fù)位端。需要注意的由：由于是異步輸入輸出，因此W、R不能同時有效。IDT7203的主要性能特點如下：
●先進(jìn)先出；
●具有2048×9的存儲結(jié)構(gòu)；
●具有12ns的高速存取時間；
●低功耗：運行時為770mW(max)；掉電時為44mW(max)；
●可異步讀出；
●可進(jìn)行任意字深，字長的擴(kuò)展；
●具有空、半滿、滿三個狀態(tài)標(biāo)志；
●具有重讀功能；
●采用高性能的CMOS技術(shù)；
●使用溫度范圍為-40℃～+85℃。
2 引腳說明
IDT7203的引腳排列如圖2所示，各主要引腳的功能如下：
W （WRITE ENABLE）：寫入控制端。當(dāng)無滿標(biāo)志，即FF為高時，在W的下降沿開始寫周期。當(dāng)存儲器一半已滿時，下一個W的下降沿置半滿標(biāo)志，即HF為低。為防止溢出，應(yīng)在存儲器最后一個數(shù)據(jù)寫入時的W的下降沿置滿標(biāo)志，即FF為低。但此時已不能再對存儲器進(jìn)行寫操作。
D0～D8：數(shù)據(jù)輸入端口；
XI（EXPANSION IN）：擴(kuò)展輸入端。該端口接地表示單片操作。進(jìn)行字深擴(kuò)展時，應(yīng)將此端與端一個芯片的XO口相連；
FF（FULL FLAG）：滿標(biāo)志。FF為低時，不能再對存儲器進(jìn)行寫操作；
Q0～Q8：數(shù)據(jù)輸出端口（三態(tài)）；
GND：接地端；
VCC：電源端口；
FL/RT（FIRST LOAD/RETRANSMIT）：擴(kuò)展時第一個芯片標(biāo)志/重讀。這是一個雙作用輸入口。在字深擴(kuò)展中，該端接地表示該芯片是芯片組中的第一個芯片。在非字深擴(kuò)展應(yīng)用中，該端為重讀控制端；
RS（RESET）：復(fù)位端。RS為低時芯片復(fù)位以使讀寫指針恢復(fù)到初始位置。復(fù)位期間W、R必須為高；
EF（EMPTY FLAG）：空標(biāo)志。當(dāng)讀指針等于寫指針時數(shù)據(jù)已讀空，這時EF為低以防止數(shù)據(jù)進(jìn)一步讀出；
XO/HF（EXPANSION OUT/HALF-FULL-FLAG）：擴(kuò)展輸出端/半空標(biāo)志。在字深擴(kuò)展應(yīng)用時，該端連接到后一個芯片的XI口。在非字?jǐn)U展應(yīng)用時為半滿標(biāo)志端；
R（READ ENABLE）：讀出控制端。無空標(biāo)志時（即EF為高時），在R的下降沿開始讀周期。為防止空讀，在存儲器最后一個數(shù)據(jù)讀出時，R的下降沿置空標(biāo)志（即EF為低）。這時不能再對存儲器進(jìn)行讀操作。
3 運行方式
IDT7203具有以下六種運行方式；
（1）單片方式：當(dāng)實際應(yīng)用僅需2048個字存儲單元或更少時，采用單片IDT7203。
（2）字長擴(kuò)展方式：當(dāng)實際應(yīng)用需要每個字存儲單元大于9位時，應(yīng)采用多片IDT7203來擴(kuò)展存儲長度。
（3）字深擴(kuò)展方式：當(dāng)實際應(yīng)用需要大于2048個字存儲單元時，應(yīng)采用多片IDT7203來擴(kuò)展存儲深度。
（4）雙向工作方式：當(dāng)實際應(yīng)用需要數(shù)據(jù)在兩個分別可讀寫的系統(tǒng)緩沖時，可用成對的IDT7203來實現(xiàn)。
