Фифо: Метод ФИФО – что это, как работает учет активов по ФИФО, примеры расчета

ФИФО — это… Что такое ФИФО?

FIFO MFIX Trade — Московская Биржа

FIFO MFIX Trade разработан как самый быстрый транзакционный интерфейс для фондового и валютного рынков на базе FIX 4.4., обеспечивающий соблюдение принципа First in – First out в передаче заявок от FIFO Gateway в сторону ядра торговой системы с вероятностью 99,5%. Сервис доступен только в зоне колокации Московской Биржи.

Ключевые преимущества

• самый быстрый способ подачи заявок в торговые системы фондового и валютного рынков;
• более низкая и предсказуемая задержка по сравнению с сервисом MFIX Transactional;
• повышение предсказуемости и прозрачности в работе системы для обеспечения технологического Fair Play;
• соблюдение принципа First in – First out с вероятностью 99,5 % в очередности обработки заявок на уровне Gateway;
• новая сетевая инфраструктура, обслуживающая только транзакционный трафик, для исключения внесения дополнительных задержек трафиком биржевой информации и других сервисов.

FIFO MFIX Trade рекомендуется для высокочастотной торговли и высокоскоростных, чувствительных к задержке торговых стратегий на фондовом и валютном рынках.

Презентация сервиса 

Часто задаваемые вопросы: FIFO MFIX Trade, Timestamps, PTP 

Тарифы на идентификаторы технического доступа

Тарифы на сетевое подключение в зоне колокации

Вопросы касательно сервиса просьба направлять на [email protected].

Описание интерфейса на русском и английском языках.

Адреса для подключения (валютный рынок):

Компоненты станции FiFo | Складская станция FiFo

• компоненты для сооружения складских FiFo-станций (работающих по принципу „первым пришел – первым обслужен“) для транспортировочных тележек
• обзорность и высокий уровень наглядности при производстве, благодаря стандартизованным уровням доставки
• модульная система позволяет создать конструкцию, соответствующую Вашим требованиям и производственным площадям

• крепление к основанию посредством клейкой ленты
• возможно крепление винтами к основанию посредством привинчивающихся торцевых крышек

Материал: PVC — ПВХ, желтого цвета

• для параллельного соединения направляющих накладок или направляющей накладки с профилем 30х30

Материал: РР – полипропилен

• используется как вспомогательный элемент при стыковке тележек, а также для крепления направляющих накладок к основанию

Материал: РА 6 – полиамид, черного цвета

• используется как помощь при стыковке, а также для крепления направляющих реек к основанию

Материал: РА 6 – полиамид, черного цвета

• для установки профиля 30х30 между двумя направляющими накладками
• 30-й профиль дает возможность осуществлять устройство стеллажей, информационных стендов и ограничителей высоты. Устройство может быть выполнено на базе направляющих накладок с широким профилем (40, 45, 50) со сделанными лысками

Необходимые принадлежности: ff профиль 30×30

Материал: РА 6 – полиамид, черного цвета

Порядок отбора товаров на складе

1. FIFO (first­in, first­out) — «первым входит — первым выходит», отгружаются товары из партии, поступившей на склад раньше других.

2. LIFO (last­in, first­out) — «последним входит — первым выходит», большим приоритетом при отгрузке обладает товар из партии, поступившей на склад позже других.

3. FEFO (first­ended, first­out) — «первым заканчивается — первым выходит». Как правило, в качестве критерия, определяющего приоритет отгрузки, используется срок годности: товары с меньшим остаточным сроком годности отгружаются в первую очередь.

4. LEFO (last­ended, first­out) — «последним заканчивается — первым выходит». Товары с наибольшим остаточным сроком годности отгружаются в первую очередь.

5. FPFO (First Product First Out) — «первый произведен — первый выходит».  При использовании данного метода при ротации грузов на складе учитывается дата выпуска продукции. Более старая продукция отгружается в первую очередь. Использование данного метода характерно для производственных складов.

6. BBD (Best Before Day)  — «первым истекает рекомендуемый срок — первым выходит».     При использовании данного метода при ротации грузов на складе учитывается рекомендуемый срок (не путать со сроком годности товара UBD англ. Use By Date). Товары с минимальным остаточным рекомендуемым сроком отгружаются в первую очередь. Использование данного метода характерно для складов, содержащих продовольственную продукцию (например, на винной этикетке, как правило, указана рекомендуемая даты использования). Использование продуктов после BBD не влечёт опасности для здоровья, указывает на дату и время, за которой свойства (вкус, запах и пр.) и питательные качества (снижение содержания витаминов, окисления липидов и т. д.) могут измениться (например, выпадения винного камня).

SKU (stock keeping unit) — единица складской наличности. Фактически — это ассортиментная позиция (единица одной товарной группы, марки, сорта в одном типе упаковки одной размерности, емкости, цвета и т.д.). Это отличие, которое выделяет товар.

Артикул (лат. articulus — раздел, статья) — тип или род изделия, товара, а также его цифровое или буквенное обозначение для кодирования, параграф, раздел параграфа, статья, глава. В настоящее время больше употребляется как обозначение марки, разновидности товара или его кода, используемого для организации учёта товаров.

FIFO (First In — First Out) — это система грузооборота по принципу «первый прибыл — первый убыл», означающая, что груз, первым пришедший на склад, первым и отгружается с него. Обычно система FIFO используется при хранении продукции, имеющей сильно ограниченный срок годности, в основном — пищевых продуктов. Подобный метод отгрузки имеет сложности при размещении груза на стеллажах. Рассмотрим виды стеллажного оборудования, подходящие к этой системе.

• Гравитационные стеллажи — это, пожалуй, единственная система, наиболее оптимально подходящая к принципу FIFO. Установка стеллажей производится по принципу разделения зон загрузки и выгрузки и не требует никаких лишних действий при работе погрузчика.
• Набивные стеллажи — менее подходят, однако тоже применимы, если будут установлены по «проходной» системе (то есть, не примыкая к стене склада). Однако погрузка-выгрузка достаточно осложнена тем, что система не динамична и требуются дополнительные манипуляции с паллетами.
• Push Back — эти стеллажи не рекомендуются, но могут быть использованы, хотя требуют достаточно трудоемких действий при загрузке-выгрузке.

LIFO (Last In — First Out) — «первый прибыл — последний убыл». Используется при хранении груза со значительным сроком годности или вообще не имеющего его. Система менее проблематична, чем FIFO и предполагает больший выбор стеллажей.

• Набивные — устанавливаются по «глубинной» схеме (примыкая к стене склада). Являются самыми дешевыми, хотя и наиболее повреждаемыми из всех видов.
• «Шаттл» — являются классическим LIFO-решением и применяются только в этой системе.
• Push Back — также классическое LIFO-решение, хотя возможно применение и в FIFO-схеме.
• Гравитационные — устанавливаются с совмещенной загрузкой-выгрузкой (примыкая к стене), однако они чуть менее удобны, чем предыдущие стеллажи, из-за необходимости «проталкивать» паллеты вверх по роликам стеллажного коридора.

[ Вопрос дня ] Как правильно реализовать возможность изменения метода списания “ФИФО” на “По среднему” на экзамене 1С:Специалист по платформе?

Доброго дня, коллеги!

Вы более 15 лет в 1С и у вас до сих пор нет сертификата 1С:Специалист по платформе 8.3? Мы думаем, что пора это исправить:) Тряхните стариной, разгребите свой багаж знаний, хотя бы ради спортивного интереса! Тем более, что даже ходить никуда не нужно – учимся дома, экзамен сдаем тоже дома. Красота – сдавай не хочу! В общем подумайте 🙂

Вопрос

Добрый день! Можете пояснить, правильно ли я понял, что при изменении учетной политики с “Фифо/Лифо” на “Среднюю” нужно в конфигурации создать новый вид документа. Назвать его, например, как “Изменение учетной политики“. В реквизитах будет “Метод списания” и стандартный реквизит “Дата“. Документ будет делать движения в регистр с остатками. Получать остатки по всем измерениям и записывать аналогичный набор, но только с пустой партией. Я правильно понимаю? Или я перемудрил и нужно проще реализовывать?

Ответ

Здравствуйте! Да, Вы поняли правильно. При переходе с метода списания “ФИФО” на “по среднему” нужно “обнулить” остатки всех партий – перевести остатки на пустую партию. Правильнее всего сделать это именно документом “Изменение учетной политики”, чтобы “пустая” партия, которая будет использоваться в расчетах и движениях, появилась в регистра непосредственно с началом действия метода расчета “по среднему” – то есть с момента документа “Изменение учетной политики”.

Замечу, что обратный переход, с “по среднему” к “ФИФО” также будет выполняться с помощью документа “Изменение учетной политики”. Однако никаких действий с остатками партий в этом случае не понадобится – пустая партия, остатки которой будут в регистре (результат расчетов методом “по среднему”) будет считаться как самая ранняя партия, в остальном – обработка партий стандартная.

Построение архитектур на основе событий с помощью Amazon SNS FIFO

Оригинал статьи: ссылка (James Beswick,  Senior Developer Advocate, AWS Serverless Team; Christian Mueller, Principal Solutions Architect). часть 1, часть 2, часть 3 (текущая)

Разработчики всё чаще применяют архитектуры на основе событий для построения распределённых приложений с низкой связностью друг с другом. Бывает, что события должны передаваться всем приложениям-адресатам в строгом порядке. При помощи Amazon SNS FIFO топиков и Amazon SQS FIFO очередей, вы можете построить приложение, с требованиями по строгой очередности доставки сообщений, фильтрации, дедупликации и шифрованию.

В этом посте, я приведу пример архитектуры на основе событий, и покажу как её построить на основе Amazon SNS FIFO топиков и Amazon SQS FIFO очередей.

Типовые требования для архитектур на основе событий

Консистентность данных является типовым бизнес требованием в архитектурах на основе событий, что можно перевести в технические требования о нулевой потере данных и строгой очередности обработки сообщений. Например, если вы быстро обновляете доменный объект, вам необходимо быть уверенным, что все события будут получены подписчиком именно в том порядке, в каком они были обновлены. Таким образом, текущее состояние доменного объекта будет представлено последним сообщением, которое получили подписчики. Аналогичным образом, все события обновления объекта должны быть получены после первого события создания объекта.

До появления функционала Amazon SNS FIFO, архитекторы должны были разрабатывать приложения с учётом возможности получения сообщений в неправильном порядке, и обрабатывать такую ситуацию перед обработкой сообщений.

Другой типовой сложностью является предотвращение дубликатов, при отправке событий в сервис сообщений. Если отправитель события получает ошибку, например, сетевую задержку, то он не может определить, было ли отправленное сообщение получено и обработано сервисом сообщений, или нет.

Клиент может повторить отправку, так как это является поведением по-умолчанию для некоторых HTTP кодов ответов в AWS SDKs, что может привести к дубликатам сообщений.

До появления Amazon SNS FIFO, разработчики должны были проектировать приложения с учётом идемпотентности. В некоторых случаях, когда сообщение не может быть идемпотентным, было необходимо обеспечить идемпотентность в логике получателя сообщения. Например, путём добавления хранилища типа ключ-значение, такого как Amazon DynamoDB или Amazon ElastiCache (Redis) к сервису-получателю. Используя такой подход, получатель может отслеживать факт повторного получения события с тем же идентификатором.

Исследование на примере кадрового агенства

Данное тестовое приложение моделирует веб-сайт кадрового агенства со списком доступных вакансий. Приложение состоит из нескольких сервисов, три из которых я рассмотрю подробно.

Пользовательский сервис, реализующий антикоррупционную логику, получает change data capture (CDC) поток сообщений из базы данных. Он преобразует низкоуровневые сообщения полученные из базы данных в понятные сообщения бизнес-уровня для приложений, реализующих доменную логику. Эти бизнес-сообщения отправляются в SNS FIFO “JobEvents.fifo“ топик. Таким образом, сервисы, которым нужна эта информация, могут подписаться на данные сообщения и обрабатывать их в асинхронном режиме.

В аналитическом домене, сервису нужно получать все сообщения. У него есть SQS FIFO “AnalyticsJobEvents.fifo” очередь, подписанная на SNS FIFO “JobEvents.fifo“ топик. Сервис использует SQS FIFO как источник данных для функции AWS Lambda, которая обрабатывает и сохраняет полученные сообщения в Amazon S3. S3 – это объектное хранилище, которое обеспечивает высокую доступность, масштабируемость, безопасность и производительность при работе с объектами. Интеграция S3 с сервисами Amazon EMR, AWS Glue или Amazon Athena для получения инсайтов из ваших данных.

Сервис инвентаризации, использует SQS FIFO “InventoryJobEvents.fifo” очередь, которая подписана на SNS FIFO “JobEvents.fifo“ топик. Этому сервису нужны только сообщения типа “JobCreated” и “JobDeleted”, так как он отслеживает какие предложения о работе доступны в настоящий момент, и сохраняет эту информацию в DynamoDB таблице. Для обеспечения этой логики, он использует SNS политику фильтрации для получения не всех, а только нужных сообщений.

Данное тестовое приложение рассматривает возможности SNS FIFO, поэтому мы не рассматриваем другие сервисы. Наш пример следует лучшим практикам по работе с SQS и рекоммендациям SNS redrive policy, а также настраивает очередь для недоставленных сообщений (dead-letter queues, DLQ). Это может быть полезно в случаях, когда SNS не может доставить сообщение адресату – SQS очереди. Это также помогает, если Lambda-функция несколько раз не может корректно обработать сообщение из SQS FIFO очереди-источника. В обоих случаях, обязательным требованием является, чтобы SQS DLQ была SQS FIFO очередью.

Развёртывание приложения

Для развёртывания приложения с использованием подхода «инфраструктура-как-код», мы используем AWS SAM. SAM предоставляет сокращённый синтаксис для описания Lambda-функций, API, баз данных и сопоставления источников событий. Во время развёртывания, AWS SAM темплейт преобразуется в синтаксис AWS CloudFormation.

Чтобы начать, склонируйте “event-driven-architecture-with-sns-fifo” репозиторий отсюда. Или, скачайте архив здесь и распакуйте в выбранную директорию.

В качестве подготовки, нужно установить SAM CLI, Python 3, и PIP. Также нужно настроить AWS CLI.

Перейдите в корневую директорию проекта и соберите приложение с помощью SAM. SAM скачивает необходимые зависимости и сохраняет их локально. Для этого, выполните следующие команды в терминале:

git clone https://github.com/aws-samples/event-driven-architecture-with-amazon-sns-fifo.git
cd event-driven-architecture-with-amazon-sns-fifo
sam build

Вы должны увидеть вывод в консоли:

Теперь, развернём приложение следующей командой:

sam deploy --guided

Введите необходимые параметры для развёртывания, такие как название стэка и выбранный AWS Region:

После успешного развёртывания, вы должны увидеть следующее сообщение в консоли:

Детали реализации

Я рассмотрю три сервиса, которые используются в тестовом приложении и как они используют функционал SNS FIFO.

Антикоррупционный сервис

Сервису принадлежит SNS FIFO “JobEvents.fifo” топик, куда он публикует бизнес сообщения, связанные с размещением вакансий. Он использует SNS FIFO топик из-за необходимости соблюдения порядка в рамках каждого ID вакансии. SNS FIFO не настроен на дедупликацию на основе контента сообщения, так как для этого необходим уникальный ID сообщения дедупликации для каждого сообщения. Соответствующий SAM темплейт выглядит следующим образом:

  JobEventsTopic:
    Type: AWS::SNS::Topic
    Properties:
      TopicName: JobEvents.fifo
      FifoTopic: true
      ContentBasedDeduplication: false

Для упрощения, антикоррупционная функция в тестовом приложении не запрашивает сообщения из CDC потока внешей базы данных. Она использует Amazon CloudWatch Events в качестве источника данных при запуске функции каждую минуту.

Я передаю SNS FIFO топик Amazon Resource Name (ARN) в функцию через переменную окружения. Это делает функцию более переносимой для развёртывания в разных окружениях и стадиях. IAM политика функции предоставляет права для отправки сообщений только в определённый SNS топик:

  AntiCorruptionFunction:
    Type: AWS::Serverless::Function
    Properties:
      CodeUri: anti-corruption-service/
      Handler: app.lambda_handler
      Runtime: python3.7
      MemorySize: 256
      Environment:
        Variables:
          TOPIC_ARN: !Ref JobEventsTopic
      Policies:
        - SNSPublishMessagePolicy
            TopicName: !GetAtt JobEventsTopic.TopicName
      Events:
        Trigger:
          Type: 
          Properties:
            Schedule: 'rate(1 minute)'

Антикоррупционная функция использует функционал SNS publish API, который позволяет определить “MessageDeduplicationId” и “MessageGroupId”. Свойство “MessageDeduplicationId” используется для фильтрации дубликатов сообщений, которые отправляются в SNS FIFO в рамках 5-минутного интервала дедупликации. Свойство “MessageGroupId” необходимо, так как SNS FIFO обрабатывает все события вакансий в рамках одной группы сообщений строго по порядку, независимо от других групп сообщений в рамках одного топика.

Другим важным аспектом в данном примере является использование “MessageAttributes”. Для определения атрибута сообщения, мы назначаем имя eventType” и значения: “JobCreated”, “JobSalaryUpdated”, и “JobDeleted”. Это позволяет подписчикам определять SNS политики фильтрации для получения только определённых типов сообщений:

import boto3
from datetime import datetime
import json
import os
import random
import uuid

TOPIC_ARN = os.environ['TOPIC_ARN']

sns = boto3.client('sns')

def lambda_handler(event, context):
    jobId = str(random.randrange(0, 1000))

    send_job_created_event(jobId)
    send_job_updated_event(jobId)
    send_job_deleted_event(jobId)
    return

def send_job_created_event(jobId):
    messageId = str(uuid.uuid4())

    response = sns.publish(
        TopicArn=TOPIC_ARN,
        Subject=f'Job {jobId} created',
        MessageDeduplicationId=messageId,
        MessageGroupId=f'JOB-{jobId}',
        Message={...},
        MessageAttributes = {
            'eventType': {
                'DataType': 'String',
                'StringValue': 'JobCreated'
            }
        }
    )
    print('sent message and received response: {}'.format(response))
    return

def send_job_updated_event(jobId):
    messageId = str(uuid.uuid4())

    response = sns.publish(...)
    print('sent message and received response: {}'.format(response))
    return

def send_job_deleted_event(jobId):
    messageId = str(uuid.uuid4())

    response = sns.publish(...)
    print('sent message and received response: {}'.format(response))
    return

Аналитический сервис

Этот сервис использует SQS FIFO “AnalyticsJobEvents.fifo” очередь, которая подписана на SNS FIFO “JobEvents.fifo” топик. Следуя лучшим практикам, мы определяем redrive политики для SQS FIFO очереди и SNS FIFO подписки в темплейте SAM:

AnalyticsJobEventsQueue:
    Type: AWS::SQS::Queue
    Properties:
      QueueName: AnalyticsJobEvents.fifo
      FifoQueue: true
      RedrivePolicy:
        deadLetterTargetArn: !GetAtt AnalyticsJobEventsQueueDLQ.Arn
        maxReceiveCount: 3

  AnalyticsJobEventsQueueToJobEventsTopicSubscription:
    Type: AWS::SNS::Subscription
    Properties:
      Endpoint: !GetAtt AnalyticsJobEventsQueue.Arn
      Protocol: sqs
      RawMessageDelivery: true
      TopicArn: !Ref JobEventsTopic
      RedrivePolicy: !Sub '{"deadLetterTargetArn": "${AnalyticsJobEventsSubscriptionDLQ.Arn}"}'

Аналитическая Lambda-функция использует SQS FIFO в качестве источника данных. Имя S3 бакета передаётся в функцию через переменную окружения, обеспечивая переносимость кода между окружениями и стадиями. IAM политика для функции позволяет только операции записи объектов для указанного S3 бакета:

 AnalyticsFunction:
    Type: AWS::Serverless::Function
    Properties:
      CodeUri: analytics-service/
      Handler: app.lambda_handler
      Runtime: python3.7
      MemorySize: 256
      Environment:
        Variables:
          BUCKET_NAME: !Ref AnalyticsBucket
      Policies:
        - S3WritePolicy:
            BucketName: !Ref AnalyticsBucket
      Events:
        Trigger:
          Type: SQS
          Properties:
            Queue: !GetAtt AnalyticsJobEventsQueue.Arn
            BatchSize: 10

Вы можете ознакомиться с кодом функции в GitHub репозитории.

Сервис инвентаризации

Этот сервис также использует SQS FIFO “InventoryJobEvents.fifo” очередь, которая подписана на SNS FIFO “JobEvents.fifo” топик. Он использует redrive политику для SQS FIFO очереди и SNS FIFO подписки. Данному сервису нужны только определённые сообщения, поэтому он использует SNS политику фильтрации для указания типов сообщений:

InventoryJobEventsQueue:
    Type: AWS::SQS::Queue
    Properties:
      QueueName: InventoryJobEvents.fifo
      FifoQueue: true
      RedrivePolicy:
        deadLetterTargetArn: !GetAtt InventoryJobEventsQueueDLQ.Arn
        maxReceiveCount: 3

  InventoryJobEventsQueueToJobEventsTopicSubscription:
    Type: AWS::SNS::Subscription
    Properties:
      Endpoint: !GetAtt InventoryJobEventsQueue.Arn
      Protocol: sqs
      RawMessageDelivery: true
      TopicArn: !Ref JobEventsTopic
      FilterPolicy: '{"eventType":["JobCreated", "JobDeleted"]}'
      RedrivePolicy: !Sub '{"deadLetterTargetArn": "${InventoryJobEventsQueueSubscriptionDLQ.Arn}"}'

Lambda-функция инвентаризации также использует SQS FIFO в качестве источника данных. Имя DynamoDB таблицы передаётся через переменную окружения. IAM политика позволяет только операции чтения и записи в указанную таблицу:

InventoryFunction:
    Type: AWS::Serverless::Function
    Properties:
      CodeUri: inventory-service/
      Handler: app.lambda_handler
      Runtime: python3.7
      MemorySize: 256
      Environment:
        Variables:
          TABLE_NAME: !Ref InventoryTable
      Policies:
        - DynamoDBCrudPolicy:
            TableName: !Ref InventoryTable
      Events:
        Trigger:
          Type: SQS
          Properties:
            Queue: !GetAtt InventoryJobEventsQueue.Arn
            BatchSize: 10

Вы можете ознакомиться с кодом функции в GitHub репозитории.

Выводы

Amazon SNS FIFO топики могут облегчить проектирование архитектур на основе событий и уменьшить объём пользовательского кода, необходимого для создания подобных приложений.

Использую нативную интеграцию с Amazon SQS FIFO очередями, вы можете создавать приложения, отправляющие сообщения тысячам подписчиков. Этот паттерн помогает достигать цели по консистентности данных, дедупликации, фильтрации и шифрованию в режиме почти реального времени, путём использования управляемых сервисов AWS.

Для получения информации о доступности в AWS регионах и сервисных ограничениях, см. SNS endpoints and quotas и SQS endpoints and quotas. Для получения детальной информации о функционале FIFO, см. SNS FIFO и SQS FIFO.

IDT: Память FIFO и ее применение — Компоненты и технологии

1. Сравнительный анализ памяти FIFO, RAM и ROM

Характерной особенностью памяти FIFO по сравнению с обычной памятью RAM или ROM является отсутствие адресных линий. Базовая архитектура FIFO представлена в виде массива (RAM ARRAY) с перемещаемыми при считывании и записи указателями начала (READ POINTER) и конца (WRITE POINTER) свободного пространства памяти (рис. 1). Преимуществом такого способа организации памяти является выводная совместимость микросхем FIFO, имеющих разную информационную емкость.

Другим отличительным свойством памяти FIFO является наличие отдельного порта для чтения и отдельного — для записи данных. Благодаря наличию указателей и двухпортовой структуре памяти FIFO, стробы считывания и записи данных могут поступать на одноименные входы микросхемы в произвольном порядке. И если в памяти RAM операции чтения и записи данных выполняются строго последовательно во времени, то в памяти FIFO допускается выполнение записи и считывания в независимых друг от друга асинхронных режимах.

Недостатком FIFO является то, что содержимое уже прочитанной ячейки памяти может быть автоматически замещено новым значением, тогда как в RAM или ROM содержимое ячеек может быть изменено только путем непосредственной адресации и записи в них новых значений. Для предотвращения непредусмотренной потери данных в состав микросхем памяти FIFO введены флаги заполненности. В процессе функционирования память FIFO может находиться в одном из следующих возможных состояний: «нормальная работа», «буфер пуст», «буфер почти пуст», «буфер заполнен на 1/2 от максимального размера пространства памяти», «буфер почти полон», «буфер полон». Флаги заполненности являются индикаторами этих состояний и позволяют внешним устройствам осуществлять гибкий контроль над потоками считываемых или записываемых данных. С целью обеспечения помехоустойчивой передачи данных в канале связи, в состав большинства современных микросхем памяти FIFO добавлена функция повторного считывания данных из буфера, начиная с первого слова. Расширением этой функции является возможность повторного считывания произвольного сегмента памяти путем пользовательской установки указателя начала записи.

Рис. 1. Базовая архитектура памяти FIFO

Общими характеристиками памяти FIFO, RAM и ROM, принимаемыми в расчет на этапе проектирования, остаются быстродействие, разрядность слова и информационная емкость. Быстродействие характеризуют временем цикла считывания или записи, разрядность определяют числом бит в слове чтения или записи, информационную емкость характеризуют числом единиц информации в битах или словах, которое микросхема памяти может хранить одновременно.

2. Классификация памяти FIFO производства IDT Inc.

Все устройства FIFO можно подразделить на классы, определяемые по способу воздействия входных управляющих сигналов (асинхронная и синхронная память) и по способу управления передачей данных (однонаправленная и двунаправленная память). В качестве подкласса асинхронной памяти можно выделить микросхемы Serial-to-Parallel FIFOs (последовательная запись/параллельное считывание) и Parallel-to-Serial FIFOs (параллельная запись/последовательное считывание). В микросхему Parallel-to-Serial FIFO данные записываются всеми разрядами одновременно, а считываются с одного выхода последовательно во времени. По аналогии осуществляется обращение к данным в микросхеме Serial-to-Parallel FIFO. Классификацию устройств памяти FIFO, производимых корпорацией IDT, можно представить в следующем виде:

Асинхронная память

• семейство Asynchronous x9 и Asynchronous Dual x9256…64Kx9;
• семейство Specialty FIFOs

  Parallel-to-Serial FIFOs 256…1Kx16, 1K…4Kx9

  Serial-to-Parallel FIFOs 2K…4Kx9

  Low Density 64×4, 64×5

Синхронная память

• семейство Super Sync II (133 МГц)

  512…64Kx72

  512…128Kx36

  8K…256Kx18

  16K…512Kx9

• семейство Super Sync (100 МГц)

  8K…256Kx18

  16K…512Kx9

• семейство Sync FIFO и Synchronous Dual x9, x18 (100 МГц)

  64…128Kx36

  256…4Kx18

  64…8Kx9

Двунаправленная память

• семейство Bi-directional Asynchronous FIFOs x18

  512…1Kx18(x2)

• семейство Bi-directional Synchronous FIFOs x18

  256…512×18(x2)

• семейство Bi-directional Synchronous FIFOs x36

  64…64Kx36(x2)

Рис. 2. Структура асинхронной памяти FIFO

3. Принцип работы асинхронной памяти FIFO

В асинхронной памяти FIFO операции записи и чтения из памяти производятся сигналами W’ и R’ соответственно (рис. 2). Запись информации осуществляется через порт DATA IN, а считывание — через порт DATA OUT с тремя состояниями. В структуре памяти предусмотрена схема формирования флагов заполненности FF’ и EF’.

Рис. 3. Временные диаграммы циклов записи и чтения

Для успешной работы интерфейса памяти FIFO большое значение имеют временные соотношения между сигналами. На рис. 3 показаны типичные временные диаграммы циклов записи и чтения данных. В цикле записи внешнее устройство выставляет записываемые данные на линиях D0–D8 и сопровождает их стробом записи W’. Данные должны быть установлены за время tDS до прихода фронта сигнала W’. В цикле чтения информация на выходной шине данных Q0–Q8 появляется через время tA после спада сигнала R’.

Рис. 4. Временные диаграммы переключения флагов заполненности

Состояния флагов заполненности FF’ и EF’ определяются на основе сопоставления значений указателей. Активный уровень на выходе EF’ устанавливается в том случае, если разность между значениями указателей начала и конца записи равна нулю, и информирует о неготовности выхода к считыванию следующего слова. Активный уровень на выходе FF’ устанавливается, если эта разность соответствует значению максимального размера памяти FIFO, и информирует о неготовности входа принять для записи следующее слово.

Рис. 5. Структура синхронной памяти FIFO

На рис. 4 приведены временные диаграммы переключения флага EF’ («буфер пуст»). Сигнал на выходе EF’ становится активным через время tREF после прихода спада сигнала на входе R’ при чтении последнего записанного слова из памяти.

Рис. 6. Временные диаграммы циклов записи и чтения

Как видно из временных диаграмм, следующий цикл чтения из памяти игнорируется. Через время tWEF после записи в память нового слова состояние флага EF’ восстанавливается и принимает уровень логической «1». По состоянию сигналов на выводах EF’ или EF’ внешние управляющие устройства определяют, возможно ли обращение к буферу памяти для записи или считывания данных.Если буфер FIFO пуст, то игнорируется чтение, в противном случае игнорируется запись. В асинхронной памяти FIFO длительность активного сигнала на выходе EF’ непосредственно зависит от временного соотношения между сигналами W’ и R’. В большинстве схемных реализаций сами флаги заполненности используются для управления прохождением внешних сигналов чтения или записи и обеспечивают необходимую достоверность обмена данными. Однако в ряде приложений в составе внешнего управляющего устройства требуется введение дополнительной функции контроля за длительностью сигналов заполненности памяти FIFO для предотвращения потери передаваемых данных.

4. Принцип работы синхронной памяти FIFO

Особенностью синхронной памяти FIFO является наличие синхронного интерфейса для управления передачей данных (рис. 5). Под управлением сигнала разрешения записи WEN’ и сигнала синхронизации WCLK осуществляется запись данных в порт DATA IN, а под управлением сигнала разрешения чтения REN’ и сигнала синхронизации RCLK — считывание данных из порта DATA OUT с тремя состояниями. Контроль за состоянием буфера, как и в асинхронной памяти, производится с помощью флагов заполненности EF’, FF’. Сигналы синхронизации могут быть представлены одиночными импульсами или в виде пачек импульсов и подаваться на соответствующие входы памяти FIFO в асинхронном порядке.

На рис. 6 приводятся временные диаграммы циклов записи и чтения данных для синхронной памяти FIFO. Цикл записи начинается с выставления внешним устройством данных на линиях D0–D17 и сигнала разрешения записи WEN’. Сигнал разрешения записи WEN’ должен быть установлен за время tENS, а данные — за время tDS до прихода фронта сигнала WCLK. Цикл чтения начинается с выставления внешним устройством сигнала разрешения чтения REN’. Информация на выходной шине данных Q0–Q17 появляется через время tA после фронта сигнала RCLK.

Рис. 7. Временные диаграммы переключения флага FF’

Сигналы на выходах флагов заполненности, как и в асинхронной памяти, изменяются с некоторой задержкой после выполнения операций чтения или записи, влияющих на состояние буфера. Но преимуществом синхронной памяти является то, что сигнал на выходе FF’ переключается синхронно с фронтом сигнала WCLK, а сигнал на выходе EF’ переключается синхронно с фронтом сигнала RCLK. Таким образом, длительность сигнала любого логического уровня на выходах FF’ и EF’ не может быть меньше одного периода тактовой частоты записи или чтения соответственно. Временные диаграммы сигналов, формируемых на выводах флагов заполненности FF’ и EF’, представлены на рис. 7, 8.

Рис. 8. Временные диаграммы переключения флага EF’

Время tSKEW1 (см. рис. 7) характеризует минимальный интервал, требуемый для гарантированного переключения флага FF’ по первому фронту WCLK, следующему после фронта RCLK. Состояние сигнала на выходе FF’ изменится через время tWEF после прихода фронта WCLK. По аналогии, время tSKEW2 (см. рис. 8) характеризует минимальный интервал между появлением фронта WCLK и следующим фронтом RCLK. Сигнал на выходе EF’ переключится через время tREF после прихода фронта RCLK.

5. Наращивание разрядности и информационной емкости FIFO

В процессе проектирования новых устройств нередко возникает задача объединения микросхем памяти FIFO в один модуль. Наращивание разрядности достигается путем соединения всех одноименных входов микросхем, кроме информационных. Для контроля за потоками данных могут использоваться флаги заполненности одной из микросхем в модуле. Способ решения этой задачи иллюстрирует рис. 9, на котором показан блок FIFO емкостью 512 слов и разрядностью слова 18 бит, построенный на микросхемах IDT7201. Каждая микросхема имеет организацию 512ґ9 бит.

Рис. 9. Наращивание разрядности

Пример наращивания информационной емкости приведен на рис. 10. Блок FIFO емкостью 1536 слов и разрядностью слова 9 бит построен на трех микросхемах IDT7201. Для этого соединяют все одноименные выводы микросхем D9-D0, Q9-Q0, W’, R’, RS’. Исключение составляют выводы флагов заполненности и выводы управления расширением. Выводы флагов заполненности объединяются по схеме «ИЛИ». Композитные сигналы заполненности FULL’ и EMPTY’ позволяют отразить состояние модуля памяти как единого целого. С помощью выводов управления расширением организуется эстафетный доступ к микросхемам модуля: сигналы расширения XI’ и XO’ последовательно проходят через все микросхемы FIFO, обеспечивая обращение только к одному сегменту модуля памяти в каждый момент времени. Выходы остальных микросхем в этот момент находятся в третьем состоянии, а сигналы чтения и записи данных игнорируются. Низкий уровень на входе FL’ указывает на первый сегмент модуля.

Рис. 10. Наращивание информационной мощности

6. Рекомендации по применению памяти FIFO

Основными областями применения памяти FIFO являются устройства с последовательными потоками параллельных данных (например, цифровая видеокамера, сетевой концентратор и др.). В их составе память FIFO может применяться в качестве буфера для приема, накопления и выдачи по запросу накопленных данных. Наличие такого буфера позволяет высвободить ресурсы процессора от постоянного сканирования магистрали при приеме медленных асинхронных потоков данных. Процессор в этом случае можно будет подключать к буферу FIFO только для выгрузки накопленных данных, пользуясь информацией о состоянии флагов заполненности.

Другим примером применения памяти FIFO является преобразование скорости передачи данных в процессе взаимодействия двух асинхронных устройств с разной пропускной способностью. Для организации непрерывного обмена потоками данных преобразованию подлежит также разрядность входной и выходной шины данных.

В случае применения RAM для решения аналогичных задач требуется наличие дополнительной схемы управления, представляющей собой контроллер прямого доступа к памяти. Это связано с необходимостью формирования адресов ячеек в процессе выполнения операций записи и чтения. Преимущество в применении памяти FIFO состоит в естественном порядке прохождения данных (первым поступил — первым выводится) и в отсутствии внешней схемы для формирования адресов ячеек.В качестве реальных примеров применения памяти FIFO можно привести следующие: устройство цифровой обработки и вывода на монитор сигналов, поступающих от рентгеновской установки; устройство сопряжения мультипроцессорного модуля на базе DSP с PCI-шиной; кодек MPEG для телевидения высокой четкости.

В первом случае микросхемы «IDT72V21105, 256Kx18 FIFO» применяются для согласования скорости передачи данных между тремя асинхронными устройствами: источником цифрового рентгеновского сигнала, модулем цифровой обработки данных на базе нескольких DSP- процессоров и видеоконтрольного устройства. Для обеспечения требуемой ширины пакета передаваемых данных микросхемы FIFO включены в режиме наращивания информационной емкости и образуют модуль памяти с организацией 1,5Mґ18.

Во втором случае две однонаправленные микросхемы «IDT72V36110, 128Kx36 FIFO» используются для организации двунаправленного обмена данными между 32-разрядным PCI-интерфейсом с тактовой частотой 33 МГц и модулем, состоящим из двух DSP-процессоров с пропускной способностью шины данных 66 МГц и разрядностью 16 бит. Для поддержания обмена данными между 32-разрядной и 16-разрядной шинами используется дополнительная функция BUS MATCHING.

В кодеке MPEG-2 для телевидения высокой четкости удачным решением является использование памяти FIFO и, в частности, «IDT72V2113, 512Kx9». Стандарт MPEG-2 предусматривает возможность гибкого изменения скорости передачи видеоданных в очень широких пределах, а также работы как с чересстрочной, так и с прогрессивной развертками при частоте полей 50 или 60 Гц.Итак, микросхемы памяти FIFO можно рекомендовать к применению:

• в качестве буфера обмена данными между быстродействующим процессором и более медленными периферийными устройствами;
• для согласования устройств с различной скоростью передачи данных;
• для организации обмена данными между шинами с разным форматом слова

рейсов Fortescue сокращают маршрут FIFO

Fortescue Metals Group опробует расширение своей сети обслуживания рейсов FIFO в Западной Австралии за счет новых чартерных рейсов с вылетом из Басселтона в юго-западном регионе штата.

На Юго-Западе находится второй по величине рабочий центр FIFO Fortescue, в котором работает более 460 сотрудников, после 600 рабочих в регионе Пилбара.

Fortescue Элизабет Гейнс заявила, что компания стремится облегчить жизнь своим сотрудникам.

«В рамках нашей постоянной приверженности региональным сотрудникам FIFO, Fortescue расширяет нашу сеть полетов до Басселтона, чтобы поддержать членов нашей команды, живущих в юго-западном регионе, с большей гибкостью и удобными для семьи вариантами», — сказал Гейнс.

Новые рейсы будут испытаны в течение 12 месяцев из Басселтона в горнодобывающие центры Fortescue’s Eliwana и Solomon.

Ожидается, что это увеличит штат компании, смягчит последствия нехватки рабочей силы и принесет значительную экономическую выгоду юго-западному сообществу.

Мэр Басселтона Грант Хенли сказал, что это потрясающее событие для развивающегося региона Западной Австралии.

«Город приветствует Fortescue в аэропорту Басселтон-Маргарет-Ривер и поддержку сектора ресурсов для местных жителей», — сказал Хенли.

«Операции FIFO продолжают приносить существенный доход аэропорту во время COVID, поддерживая как местную экономику, так и экономику штата, и обеспечивая рабочие места для жителей Юго-Запада».

Аэропорт Басселтон-Маргарет-Ривер находится в 230 км к югу от аэропорта Перта, примерно в 2 км.5 часов сверх времени в пути сотрудников FIFO.

Fortescue Eliwana Кэти Чаруга-Андрияшевич сказала, что эта разработка повысила безопасность, а также удобство.

«Безопасность и благополучие семьи Fortescue — наш главный приоритет, и внедрение этой новой услуги поможет членам нашей команды и подрядчикам справиться с их усталостью, сократив потребность в поездках между Пертом и Юго-Западным регионом», — сказала она. .

Квинсленд запрещает ФИФО для защиты 297 сообществ

Первый в Австралии закон, запрещающий 100-процентную выездную рабочую силу (FIFO) на крупных ресурсных проектах, будет продолжен после того, как обзор подтвердит его преимущества для общин Квинсленда.

Заместитель премьер-министра Квинсленда и министр развития штата Стивен Майлз сказал, что в ходе обзора было обнаружено, что Закон штата о сильных и устойчивых ресурсных сообществах от 2017 года.

«Обзор был сфокусирован на оценке ключевых элементов закона — запрета 100-процентной рабочей силы FIFO и справедливого доступа к работе для местных жителей», — сказал Майлз.

«Было обнаружено, что законодательный запрет на 100% сотрудников FIFO до сих пор успешно применялся к 71 крупному ресурсному проекту.

«Заинтересованные стороны сообщили, что положительные выгоды уже поступают в местные сообщества благодаря стопроцентному запрету FIFO, и не было никаких жалоб на дискриминацию при приеме на работу».

FIFO (7) Руководство программиста Linux FIFO (7)
 

       fifo - специальный файл "первым пришел - первым обслужен", именованный канал
 

       Специальный файл FIFO (именованный канал) похож на канал, за исключением
       что доступ к нему осуществляется как часть файловой системы.Его можно открыть
       несколькими процессами чтения или записи. Когда процессы
       обмениваясь данными через FIFO, ядро ​​передает все данные
       внутренне, не записывая его в файловую систему. Таким образом, FIFO
       специальный файл не имеет содержимого в файловой системе; файловая система
       запись просто служит точкой отсчета, чтобы процессы могли
       получить доступ к каналу, используя имя в файловой системе.

       Ядро поддерживает ровно один объект канала для каждого FIFO.
       специальный файл, который открывается хотя бы одним процессом.ФИФО
       должны быть открыты с обеих сторон (чтение и запись), прежде чем данные смогут
       пройти. Обычно открытие блоков FIFO до другого конца
       открыт также.

       Процесс может открывать FIFO в неблокирующем режиме. В этом случае,
       открытие только для чтения завершается успешно, даже если никто не открывал
       сторона записи еще не открывается, а открытие только для записи не удается с  ENXIO  (нет
       такое устройство или адрес), если другой конец уже не был
       открыт.

       В Linux открытие FIFO для чтения и записи будет успешным как
       в блокирующем и неблокирующем режиме.POSIX оставляет такое поведение
       неопределенный. Это можно использовать, чтобы открыть FIFO для записи, пока
       нет доступных читателей. Процесс, использующий оба конца
       соединение, чтобы общаться с самим собой, должно быть очень
       осторожно, чтобы избежать тупиковых ситуаций.
 

       Подробнее о семантике ввода-вывода в FIFO см. Pipe (7).

       Когда процесс пытается записать в FIFO, который не открыт для
       прочитанное с другой стороны, процесс отправляет сигнал  SIGPIPE .Специальные файлы FIFO могут быть созданы с помощью mkfifo (3) и указаны
       на  ls -l  с типом файла 'p'.
 

       mkfifo (1), открытый (2), pipe (2), sigaction (2), signal (2),
       пара розеток (2), мкфифо (3), труба (7)
 

       Эта страница является частью выпуска 5.13 проекта Linux  man-pages .
       Описание проекта, информация о сообщениях об ошибках,
       и последнюю версию этой страницы можно найти по адресу
       https: // www.kernel.org/doc/man-pages/.