同步复位和异步复位二者各自的优缺点是什么呢?

同步复位:当时钟上升沿检测到复位信号,执行复位操作(有效的时钟沿是前提)。always @ ( posedge clk );

优点:

a、有利于仿真器的仿真;
b、可以使所设计的系统成为 100% 的同步时序电路,有利于时序分析,而且可综合出较高的 Fmax;
c、由于只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复位毛刺。

缺点:

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(所以复位信号有时需要脉冲展宽,用以保证时钟有效期间有足够的复位宽度);
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,这样就会一方面额外增加FPGA内部的逻辑资源,另一方面也增加了相应的组合逻辑门时延。

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。always @ ( posedge clk or negedge rst_n );

优点:

a、大多数目标器件库的 DFF 都有异步复位端口,那么该触发器的复位端口就不需要额外的组合逻辑,这样就可以节省资源;
b、设计相对简单;
c、异步复位信号识别方便(电路在任何情况下都能复位而不管是否有时钟出现)。

缺点:
a、最大的问题在于它属于异步逻辑,问题出现在复位释放时,而不是有效时,如果复位释放接近时钟有效沿,则触发器的输出可能进入亚稳态(此时 clk 检测到的 rst_n 的状态就会是一个亚稳态,即是0是1是不确定的),从而导致复位失败。
b、可能因为噪声或者毛刺造成虚假复位信号(比如以前的游戏机玩到一半突然复位)(注意:时钟端口、清零和置位端口对毛刺信号十分敏感,任何一点毛刺都可能会使系统出错,因此判断逻辑电路中是否存在冒险以及如何避免冒险是设计人员必须要考虑的问题);
c、静态定时分析比较困难。
d、对于 DFT (Design For Test可测性设计)设计,如果复位信号不是直接来自于 I/O 引脚,在 DFT 扫描和测试时,复位信号必须被禁止,因此需要额外的同步电路。

总结:推荐使用异步复位、同步释放的方式,并且复位信号为低电平有效。

这里:

一、电路解释:是指复位信号到来的有效与否与 clk 无关,而且复位信号的撤除也与 clk 无关,但是复位信号的撤除是在下一个 clk 来到后才起的作用。

二、电路目的:为了防止复位信号撤除时,可能产生的亚稳态。

三、电路详解:异步复位:复位信号 rst_sync_n 由高拉低时实现异步复位。同步释放:这个是关键,即当复位信号 rst_async_n 撤除时(由低拉高),由于双缓冲电路(双寄存器)的作用,rst_sync_n 不会随着 rst_async_n 的撤除而撤除。假设 rst_async_n 撤除时发生在 clk 上升沿,如果不加此电路则可能发生亚稳态事件,但是加上此电路以后,假设第一级 D 触发器 clk 上升沿时 rst_async_n 正好撤除,(第一个DFF 此时是出于亚稳态的;假设此时识别到高电平;若是识别到低电平,则增加一个 Delay)则 DFF1 输出高电平,此时第二级触发器也会更新输出,但是输出值为前一级触发器 clk 来之前时的 Q1 输出状态,显然 Q1 之前为低电平,所以第二级触发器输出保持复位低电平,直到下一个 clk 来之后,才随着变为高电平,即同步释放。

四、电路代码:

always @ (posedge clk or negedge rst_async_n) begin
    if (!rst_async_n) begin
        rst_s1 <= 1‘b0;
        rst_s2 <= 1‘b0;
    end
    else begin
        rst_s1 <= 1‘b1;
        rst_s2 <= rst_s1;
    end
end

assign rst_sync_n = rst_s2;  

endmodule              

原文地址:https://www.cnblogs.com/PG13/p/10328008.html

时间: 2024-10-24 22:24:52

同步复位和异步复位二者各自的优缺点是什么呢?的相关文章

FPGA中的同步复位与异步复位

1.异步复位 always @ ( posedge sclk or negedge s_rst_n ) if ( !s_rst_n ) d_out <= 1'b0; else d_out <= a; 综合出来的RTL视图如下所示: 从图中可以看到寄存器d_out有一个低电平有效的复位信号s_rst_n端口,即使设计是高电平复位,实际综合后也会把异步复位信号反向后接到这个CLRN端: 2.同步复位 always @ ( posedge sclk ) if ( !s_rst_n ) d_out &

FPGA基础之同步复位与异步复位

1.异步复位 //异步复位 always @ (posedge clk or negedge i_rst) if (!i_rst) begin a <= 1'b0; end else begin a <= 1'b1; end 2.同步复位 //同步复位 always @ (posedge clk ) if (!i_rst) begin b <= 1'b0; end else begin b <= 1'b1; end RTL视图 总结: 同步复位  缺点:占用了更多的逻辑资源,优点:

异步复位同步释放

同步复位与异步复位的优缺点 同步复位的优点: 一般能够确保电路是百分之百同步的. 确保复位只发生在有效时钟沿,可以作为过滤掉毛刺的手段. 同步复位的缺点: 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.同时还要考虑如:时钟偏移.组合逻辑路径延时.复位延时等因素. 由于大多数的厂商目标库内的触发器都只有异步复位端口,采用同步复位的话,就会耗费较多的逻辑资源. 异步复位优点: 异步复位信号识别方便,而且可以很方便的使用全局复位. 由于大多数的厂商目标库内的触发器都有异步复位端口,

异步复位,同步释放

平时接触到的复位有三种,分别是同步复位.异步复位还有异步复位同步释放 ·1.同步复位 同步复位里,复位做为使能信号,就不存在因为不满足建立时间而产生的亚稳态,但是如果复位信号有效 周期小于一个时钟周期的话,会出现复位信号采样不到的问题. always @(posedge clk ) begin if(!rst_n) a <= 1'd0; else a <= b; end 2.异步复位 异步复位比同步复位节省资源,但是如果异步复位结束之后,紧跟着一个时钟上升沿,这时候会产生亚稳态 现象 alwa

异步复位 同步释放

在FPGA设计中常遇到复位的设计,一般情况下,复位分为同步复位和异步复位. 异步复位与同步复位相比,其利用到了D触发器的CLR端,消耗硬件资源小,所以在很多情况下各个模块的复位方式选取为异步复位.但是异步信号容易产生潜在的危险:当异步复位信号在时钟上升沿附近取消复位状态时,时序电路很可能在此出现问题. 解决这个问题的一个方法为,对异步复位信号进行预处理,使其成为异步复位.同步释放的形式. 我设计的电路如下: library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; u

异步复位、同步释放

一.对于同步复位和异步复位而言,各自有自己的优缺点: (1)同步复位: 优点:与时钟同步,大大降低亚稳态的出现概率: 缺点:消耗片内逻辑资源: always@(posedge clk) if(!rst_n) a <= 1'b0; else a <= b; 同步复位 (2)异步复位: 优点:利用FPGA内部寄存器的清零端,不会增加多余逻辑消耗: 缺点:容易出现亚稳态,存在于异步复位和时钟之间的亚稳态: always@(posedge clk or negedge rst_n) if(!rst_n

基础项目(9)异步复位同步触发程序设计讲解

写在前面的话 在FPGA设计中,很多同学会纠结到底是应该使用同步复位还是应该使用异步复位.实际上,无论是同步复位还是异步复位都有各自的优缺点.在这里梦翼师兄和大家一起学习另外一种复位信号的处理方式-异步复位同步释放.  基本概念 FPGA设计中常见的复位方式有同步复位和异步复位,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:异步复位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:这两种复位方式在实际应用中都有其弊端存在,所以,一般都推荐使用异步复位同步释放的方式,是提高系统

异步复位设计中的亚稳态问题及其解决方案

1 引言 复位的问题是ASIC设计中一个基本而又重要的问题.设计者可以选择采用同步复位或是异步复位.同步复位将综合出轻音乐上的触发器,对设计门数有所节约,对基本周期的仿真器来说,在同步复位下工作要容易得多[3]:同步复位中,时钟起到了过滤复位信号小毛刺的作用.然而,同步复位需要一个脉宽沿展器来保证复位信号有一定脉冲宽度,以确保时钟的有效沿能采样到[6]:设计者必须既使用悲观的仿真器对比乐观的仿真器,在仿真的过程中,复位信号有可能会被X态掩盖:如果ASIC或FPGA含有内部三态总线,为防止内部三态

什么是同步逻辑和异步逻辑,同步电路和异步电路的区别是什么(转)

1.什么是同步逻辑和异步逻辑,同步电路和异步电路的区别是什么?     同步逻辑是时钟之间有固定的因果关系.异步逻辑是各时钟之间没有固定的因果关系.     电路设计可分类为同步电路和异步电路设计.同步电路利用时钟脉冲使其子系统同步运作,而异步电路不使用时钟脉冲做同步,其子系统是使用特殊的“开始”和 “完成”信号使之同步.由于异步电路具有下列优点--无时钟歪斜问题.低电源消耗.平均效能而非最差效能.模块性.可组合和可复用性--因此近年来对异步 电路研究增加快速,论文发表数以倍增,而Intel P