针对数字系统的设计,我们经常会遇到复位电路的设计,对初学者来说不知道同步复位与异步复位的区别与联系,今天我对这个问题简要的阐述下。
同步复位与异步复位原理
同步复位原理:同步复位只有在时钟沿到来时复位信号才起作用,则复位信号持续的时间应该超过一个时钟周期才能保证系统复位。
异步复位原理:异步复位只要有复位信号系统马上复位,因此异步复位抗干扰能力差,有些噪声也能使系统复位,因此有时候显得不够稳定,要想设计一个好的复位最好使用异步复位同步释放。
同步复位与异步复位的区别主要看是否有时钟信号参与。异步复位不需要时钟参与,一旦信号有效立即执行复位操作;同步信号需要时钟参与,只有有效的时钟信号出现,复位信号才有效。
一、同步复位与异步复位的特点:
同步复位:顾名思义,同步复位就是指复位信号只有在时钟上升沿到来时,才能有效。否则,无法完成对系统的复位工作。用Verilog描述如下:
always @ (posedge clk) begin
if (!Rst_n)
。。。
end
异步复位:它是指无论时钟沿是否到来,只要复位信号有效,就对系统进行复位。用Verilog描述如下:
always @ (posedge clk or negedge Rst_n) begin
if (!Rst_n)
。。。
end
二、同步复位和异步复位的优缺点分析:
1、总的来说,同步复位的优点大概有3条:
b、可以使所设计的系统成为100%的同步时序电路,这便大大有利于时序分析,而且综合出来的fmax一般较高。
c、因为他只有在时钟有效电平到来时才有效,所以可以滤除高于时钟频率的毛刺。他的缺点也有不少,主要有以下几条:
a、复位信号的有效时长必须大于时钟周期,才能真正被系统识别并完成复位任务。同时还要考虑,诸如:clk skew,组合逻辑路径延时,复位延时等因素。
b、由于大多数的逻辑器件的目标库内的DFF都只有异步复位端口,所以,倘若采用同步复位的话,综合器就会在寄存器的数据输入端口插入组合逻辑,这样就会耗费较多的逻辑资源。
2、对于异步复位来说,他的优点也有三条,都是相对应的
a、大多数目标器件库的dff都有异步复位端口,因此采用异步复位可以节省资源。
b、设计相对简单。
c、异步复位信号识别方便,而且可以很方便的使用FPGA的全局复位端口GSR。
缺点:
a、在复位信号释放(release)的时候容易出现问题。具体就是说:倘若复位释放时恰恰在时钟有效沿附近,就很容易使寄存器输出出现亚稳态,从而导致亚稳态。
b、复位信号容易受到毛刺的影响。
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