显然起始指针无需为“0000”。假设它为“0100”,并且FIFO为空,那么8个字节会使wr_ptr_bin =“1100”,, rd_ptr_bin 仍然为“0100”。这又说明FIFO为满。
在Vijay A. Nebhrajani的这篇《异步FIFO结构》文章中说明了怎样运用格雷码来设置空满的条件,但没有说清为什么深度为8的FIFO其读写指针要用3+1位的格雷码来实现,而3+1位的格雷码可以表示16位的深度,而真实的FIFO只有8位,这是怎么回事?而这个问题在Clifford E. Cummings的文章中得以解释。三位格雷码可表示8位的深度,若在加一位最为MSB,则这一位加其他三位组成的格雷码并不代表新的地址,也就是说格雷码的0100表示表示7,而1100仍然表示7,只不过格雷码在经过一个以0位MSB的循环后进入一个以1为MSB的循环,然后又进入一个以0位MSB的循环,其他的三位码仍然是格雷码,但这就带来一个问题,在0100的循环完成后,进入1000,他们之间有两位发生了变换,而不是1位,所以增加一位MSB的做法使得该码在两处:0100~1000,1100~0000有两位码元发生变化,故该码以不是真正的格雷码。增加的MSB是为了实现空满标志的计算。Vijay A. Nebhrajani的文章用格雷码转二进制,再转格雷码的情况下提出空满条件,仅过两次转换,而Clifford E. Cummings的文章中直接在格雷码条件下得出空满条件。其实二者是一样的,只是实现方式不同罢了。
第二种算法:Clifford E. Cummings的文章中提到的STYLE#2。它将FIFO地址分成了4部分,每部分分别用高两位的MSB 00 、01、 11、 10决定FIFO是否为going full 或going empty (即将满或空)。如果写指针的高两位MSB小于读指针的高两位MSB则FIFO为“几乎满”,
若写指针的高两位MSB大于读指针的高两位MSB则FIFO为“几乎空”。
在Vijay A. Nebhrajani的《异步FIFO结构》第三部分的文章中也提到了一种方法,那就是方向标志与门限。设定了FIFO容量的75%作为上限,设定FIFO容量的25%为下限。当方向标志超过门限便输出满/空标志,这与Clifford E. Cummings的文章中提到的STYLE #2可谓是异曲同工。他们都属于保守的空满判断。其实这时输出空满标志FIFO并不一定真的空/满。
说到此,我们已经清楚地看到,FIFO设计最关键的就是产生空/满标志的算法的不同产生了不同的FIFO。但无论是精确的空满还是保守的空满都是为了保证FIFO工作的可靠。