IC设计错误案例006：亚稳态导致的afifo非空即读错误

1. 亚稳态导致的异步fifo非空即读错误

如下图所示：在写时钟侧，数据data_in同时将不同bit位的数据段写入到两个异步fifo，而在读侧，采用其中一个异步fifo中的非空信号empty取反产生读使能ren，读两个异步fifo，此类设计，会偶发的出现异步fifo空读中断的情况，即其中一个异步fifo没数据时，读使能ren有效。

为什么会产生空读现象呢？

虽然在写侧数据时同时写入的，但是因为格雷码跨时钟的时候会出现亚稳态导致waddr跨时钟会延迟一个被读时钟周期采样到，因此可能出现如下情况：在读侧T0周期时，afifo_u0的waddr已完成跨时钟到达读时钟域，empty0=0，而afifo_u1的waddr跨时钟已没有完成，empty1=1。此时采用assign ren=!empty0，会在empty1=1的情况下读afifo_u1，因为产生空读中断。