常见不匹配的原因
瞬时数据率的差异；
数据顺序的差异；
| 对比维度 | Pipeline | FIFO | Ping-Pong | 逻辑复制 |
|---|---|---|---|---|
| 结构类型 | 时序分级推进（寄存器链） | 环形队列（缓冲区） | 双缓冲区（轮换使用） | 功能块并行（多路） |
| 延迟特性 | 每级寄存器引入周期延迟 | 不确定，取决于填充状态 | 相对固定（块切换引入延迟） | 延迟极小（无等待） |
| 适用场景 | 高频率流水线处理 | 异步数据流、跨时钟域 | 流水块处理（DMA/视频/音频） | 高并行（数据分片并行处理） |
| 硬件资源 | 中等（寄存器） | 中等（存储器） | 中高（双缓冲区） | 高（大量逻辑单元和存储） |
pipeline反压结构
什么是pipeline？pipeline 就是：
一个阶段接着一个阶段地处理数据；
每个阶段都像一个“工人”或“传送带”；
上一个阶段处理完了，就把数据交给下一个阶段；
如果下一个阶段忙不过来或堵住了，怎么办？
比如：
- 第3阶段速度慢，处理一个数据要10秒
- 但第2阶段每秒能产出一个
- 那第3阶段堆积爆了，怎么办？
我们不能一直送！这时候就需要一种“刹车机制”，告诉前面：
嘿，别再送了，我处理不过来了！
这个“让我先喘口气”的机制，就是反压（backpressure）
常见于下面几种场合：
| 场景 | 为什么要反压 |
|---|---|
| 多级 pipeline 设计 | 避免数据丢失或堆积爆炸 |
| FIFO 缓冲区写入 | FIFO 满了就不能再写（反压前面） |
| 总线协议（AXI-Stream） | 使用 ready/valid 控制节奏 |
| 异步模块交互 | 时钟不一样，处理速度不匹配 |
verilog代码示例：
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
);// 内部寄存器保存数据
reg [7:0] data_reg;
reg valid_reg;// 上游是否准备好：下游准备好 -> 接受数据
assign data_in_ready = ~valid_reg || (data_out_ready && valid_reg);// 接收数据条件：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// 下游已经读取，可以清除 validvalid_reg <= 1'b0;end
end// 输出接口
assign data_out = data_reg;
assign data_out_valid = valid_reg;endmodule
