常見不匹配的原因
瞬時數據率的差異；
數據順序的差異；
| 對比維度 | Pipeline | FIFO | Ping-Pong | 邏輯復制 |
|---|---|---|---|---|
| 結構類型 | 時序分級推進（寄存器鏈） | 環形隊列（緩沖區） | 雙緩沖區（輪換使用） | 功能塊并行（多路） |
| 延遲特性 | 每級寄存器引入周期延遲 | 不確定，取決于填充狀態 | 相對固定（塊切換引入延遲） | 延遲極小（無等待） |
| 適用場景 | 高頻率流水線處理 | 異步數據流、跨時鐘域 | 流水塊處理（DMA/視頻/音頻） | 高并行（數據分片并行處理） |
| 硬件資源 | 中等（寄存器） | 中等（存儲器） | 中高（雙緩沖區） | 高（大量邏輯單元和存儲） |
pipeline反壓結構
什么是pipeline？pipeline 就是：
一個階段接著一個階段地處理數據；
每個階段都像一個“工人”或“傳送帶”；
上一個階段處理完了，就把數據交給下一個階段；
如果下一個階段忙不過來或堵住了，怎么辦？
比如：
- 第3階段速度慢，處理一個數據要10秒
- 但第2階段每秒能產出一個
- 那第3階段堆積爆了，怎么辦？
我們不能一直送！這時候就需要一種“剎車機制”，告訴前面：
嘿，別再送了，我處理不過來了！
這個“讓我先喘口氣”的機制，就是反壓（backpressure）
常見于下面幾種場合：
| 場景 | 為什么要反壓 |
|---|---|
| 多級 pipeline 設計 | 避免數據丟失或堆積爆炸 |
| FIFO 緩沖區寫入 | FIFO 滿了就不能再寫（反壓前面） |
| 總線協議（AXI-Stream） | 使用 ready/valid 控制節奏 |
| 異步模塊交互 | 時鐘不一樣，處理速度不匹配 |
verilog代碼示例：
module pipeline_backpressure (input wire clk,input wire rst_n,input wire [7:0] data_in,input wire data_in_valid,output wire data_in_ready,output wire [7:0] data_out,output wire data_out_valid,input wire data_out_ready
);// 內部寄存器保存數據
reg [7:0] data_reg;
reg valid_reg;// 上游是否準備好：下游準備好 -> 接受數據
assign data_in_ready = ~valid_reg || (data_out_ready && valid_reg);// 接收數據條件：valid && ready
wire accept_input = data_in_valid && data_in_ready;always @(posedge clk or negedge rst_n) beginif (!rst_n) begindata_reg <= 8'd0;valid_reg <= 1'b0;end else if (accept_input) begindata_reg <= data_in;valid_reg <= 1'b1;end else if (data_out_ready && valid_reg) begin// 下游已經讀取，可以清除 validvalid_reg <= 1'b0;end
end// 輸出接口
assign data_out = data_reg;
assign data_out_valid = valid_reg;endmodule
