【芯片设计- RTL 数字逻辑设计入门 7 -- 同步复位与异步复位详细介绍】

文章目录

转自https://blog.csdn.net/qq_40281783/article/details/128969188

复位的类型和划分

通常,芯片的复位信号分为两大类,全局复位和局部复位;

  • 全局复位:能够确保每个寄存器都处于可控的状态;

  • 局部复位:基于软件功能的需求而存在的独立复位,对于某一个模块的单独控制,建议使用局部复位;

同步复位

定义

只有在时钟有效沿采样到复位信号的有效电平时,才会执行复位操作;

代码

bash 复制代码
always @(posedge clk) begin
    if(!rst_n)
        out <= 1'b0;
    else
        out <= in;
end

综合后电路

或者

优缺点

优点

  • 一般可以确保电路是同步电路,有利于静态时序分析;

  • 有利于仿真器的仿真;

  • 可以滤除复位信号频率大于时钟频率的毛刺;

缺点

  • 如综合电路图所示,因为逻辑器件库中的DFF只有异步复位端口,所以综合器会在DFF的数据输入端增加组合逻辑,浪费资源;

  • 复位的有效时长必须大于一个时钟周期;

  • 如果时钟关闭,则无法完成复位;

异步复位

定义

无论时钟有效沿是否到,只要复位信号有效,就会立刻进行复位操作;

代码

bash 复制代码
always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
    if(!rst_n)
        out <= 1'b0;
    else
        out <= in;
end

综合后电路

优缺点

优点

  • 复位信号不依赖于时钟,可以实现无时钟复位,这是低功耗技术之一;

  • 与同步复位相比,可以节省资源,保证数据路径上相对干净;

  • 与同步复位相比,复位逻辑与数据路逻辑无关,所以数据路径更好收敛;

缺点

  • 电路容易受到复位信号上毛刺的影响;

  • 复位信号具有随机性,容易导致recovery time/removal time 为例,进而导致亚稳态;

  • 不利于进行静态时序分析;

异步复位的时序分析(recovery time/removal time)

定义

异步复位,时序违例是发生在复位信号释放的时候(从复位状态到非复位状态);下面以rst_n为例

恢复时间和移除时间(recovery time/removal time)

  • removal time :移除时间

    复位信号释放时,有效电平在时钟有效沿到来之后的保持时间,类似于hold time;

  • recovery time :恢复时间

    复位信号释放时,恢复到无效电平在时钟有效沿到来之前的保持时间,类似于setup time;

异步复位,同步释放

定义

就是在复位信号到来的时候不受时钟信号的同步,在复位信号释放的时候受到时钟信号的同步;

代码

bash 复制代码
always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
    if(!rst_n) begin
        rst_n_d0 <= 1'b0;
        rst_n_d1 <= 1'b0;
    end
    else begin
        rst_n_d0 <= 1'b1;
        rst_n_d1 <= rst_n_d0;
    end
end
assign rst_n_sync = rst_n_d1;
always @(posedge clk or negedge rst_n_sync) begin
    if(!rst_n_sync)
        out <= 1'b0;
    else
        out <= in;
end

综合后电路

优缺点

优点

  • 快速复位,只要复位信号有效,电路会立刻复位;

  • 有效捕捉复位,短脉冲复位不会丢失;

  • 复位的释放是同步的,有良好的撤离时序和足够的恢复时间;

相关推荐
碎碎思1 天前
当 FPGA 遇见怀旧计算:486 与 Atari ST 的硬件级重生
fpga开发
数字芯片实验室1 天前
怎么定义芯片上的异步时钟?
单片机·嵌入式硬件·fpga开发
unicrom_深圳市由你创科技1 天前
基于ARM+DSP+FPGA异构计算架构的高速ADC采集卡定制方案
arm开发·fpga开发
北京青翼科技1 天前
高速采集卡丨AD 采集丨 多通道数据采集卡丨高速数据采集系统丨青翼科技FMC 子卡
图像处理·人工智能·fpga开发·信号处理·智能硬件
北京青翼科技2 天前
PCIe接口-高速模拟采集—高性能计算卡-青翼科技高品质军工级数据采集板-打造专业工业核心板
图像处理·人工智能·fpga开发·信号处理·智能硬件
dadaobusi2 天前
verilog重音符号
fpga开发
s09071362 天前
Xilinx FPGA ISERDES 使用详细介绍
fpga开发·xilinx·ddr·iserdes
虹科智能自动化2 天前
虹科分享 | SocTek IP Cores:FPGA高端网络与时间同步解决方案
fpga开发·ip核·tsn时间敏感网络
秋风战士2 天前
无线通信算法之340:信道均衡除法定标讨论
算法·fpga开发·信息与通信
FPGA小迷弟2 天前
基于FPGA实现HDMI接口,选型/核心技术
学习·fpga开发·verilog·fpga·modelsim