1.乒乓操作的原理

? ? ? ? 乒乓操作用于數據流控制的處理技巧。

? ? ? ? 在兩個功能塊（function block）對接時，由于瞬時數據率的差異（如block A的寫數據頻率為200Mhz，而block B的讀數據頻率為50Mhz），或數據順序的差異（如block A發送的數據為順序發送，block B接收數據的順序為逆序接收，即從最后一個字節開始接收）等原因，導致這兩個模塊不能同時工作。為了提高電路的數據處理效能，可以用ping-pong buffer結構連接這兩個模塊，讓它們能夠同時工作，本質上也是用面積換速度的思想。

2.處理流程

? ? ? ? 如下圖，假設block A和block B以相同的時鐘頻率分別對SPRAM進行數據的讀寫操作。若只有一個SPRAM，由于其特性在任意時刻只能進行讀或寫，不能同時進行，所以block A和block B在任意時刻總有一方是空閑狀態。在這種情況下，也可以通過將SPRAM換成雙口RAM同時實現讀寫操作，但是如果block B的功能要求其必須從block A的最后一個數據開始接收，那么即使換成雙口RAM后顯然也需要等待。

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? ? ? ? ?而在加入兩個buffer后，模塊A、B輪流對兩個buffer進行讀、寫，這樣這兩個模塊就能同時工作了。如下，block A先往其中的一個SPRAM中寫入數據，寫完后block B從中將數據讀出，同時block A又開始向另一個SPRAM中寫入數據。這樣，只有在第一段block A寫數據的時間內，block B是空閑狀態，其它時間內，兩個模塊都是同時工作的。

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????????乒乓操作可以看成是另一種形式的流水線技術，不同的是，在兩個block之間使用的是兩個或者多個的buffer進行切割，是function block級的pipeline。而傳統的pipeline是使用寄存器對組合邏輯進行切割，是cycle級的操作。

3.ping-pong速率控制

? ? ? ? 通常情況下，A與B的讀寫速率是不同的。如A的寫速率為50MHz，而B的讀速率為200MHz。如果還用上述的方法，單純地插入兩個buffer，會導致block A還沒將第二個SPRAM寫完，block B就要開始讀第二個SPRAM中的數據了。

? ? ? ? 這種情況下，可以用wptr/rptr指針來控制A/B的操作速率，類似于FIFO的空滿判斷指針。

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? ? ? ? ?B通過wptr與rptr的比較，得知某個SPRAM中的數據已經準備好，然后才將其讀出。而A得到某個SPRAM的數據為空時，就往里面寫數據，這樣就解決了速率不匹配的問題。

4.Ping-Pong級聯

? ? ? ? 剛才討論的僅僅是兩個block之間的連接。當有多個function block進行連接時，可以在每兩級之間插入一個ping-pong buffer結構，將它們一級一級連接起來，如下圖所示。

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?5.多個buffer的ping-pong

? ? ? ? 當block A和block B之間的速率差較高時，可以使用多個buffer構成的ping-pong結構，如下圖所示。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的乒乓操作（Ping-Pong）的理解：为什么是另一种pipeline？的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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