本文共 1588 字，大约阅读时间需要 5 分钟。

在IC系统中，复位的目的是为了将芯片强制到一个已知的状态。同步复位与异步复位都能达到这个目的，但它们在工作原理上有明显的区别。

同步复位需要时钟信号有效沿到达寄存器之前才能起作用，这意味着在没有时钟信号的情况下，复位无法正常工作。这种设计在基于周期的仿真器中特别常见，因为它能有效地过滤掉复位信号的毛刺。然而，同步复位在实际应用中也存在一些缺点。复位信号需要通过复位树从上至下传播，这会导致复位路径的延迟较大。此外，如果在总线上出现反射或噪声，可能会引发短路问题，这时就需要额外的上电复位电路来解决。

异步复位与同步复位相比，不依赖时钟信号就能工作。这种设计无需时钟，简化了电路结构，减少了复位延迟对总线的影响。然而，异步复位也存在一些缺点。复位信号的毛刺需要通过特殊电路来消除，否则可能会导致寄存器状态异常。此外，异步复位的无效沿与时钟信号之间必须保持严格的时间序（recovery和removal）。综合来看，异步复位的优势在于不依赖时钟，但其复位毛刺处理和时序要求使得实际应用中需要额外考虑。

为了结合同步复位和异步复位的优点，工程师常采用混合的方式。通常，先通过强制驱动异步复位到同步器，再通过同步器输出至下一个阶段。这种设计既保证了复位信号的有效性，又避免了异步复位的时序问题。以下图展示了一种典型的复位同步器设计，外部的复位信号输入后，经过同步器处理后再传递到寄存器。

复位同步器的工作原理如下：当复位信号低电平有效时，同步器内的两个寄存器都会被置为低电平状态，输出复位信号会立即有效，无需等待时钟信号。只有当复位信号恢复高电平时，才需要等待时钟信号的跳变，才能确保输出信号的无效沿与时钟同步。这一设计巧妙地解决了异步复位时序问题，同时仍然能保证复位信号的高效传递。

以下是实现复位同步器的典型代码示例：

module async_resetFFstyle2(rst_n, clk, asyncrst_n);    output rst_n;    input clk, asyncrst_n;    reg rst_n, rff1;    always @(posedge clk or negedge asyncrst_n)    if (!asyncrst_n) {        rst_n, rff1 <= 2'b0;    } else {        rst_n, rff1 <= {rff1, 1'b1};    }endmodule

在实际应用中，复位信号的毛刺仍然是一个需要关注的问题。为了解决这一问题，可在输入复位信号前加入去毛刺电路。以下是一个常见的去毛刺方法：

// 去掉复位信号的毛刺always @(posedge clk_i)    global_rst_dly3, global_rst_dly2, global_rst_dly1 <=         {global_rst_dly2, global_rst_dly1, rst_n_hw};always @(posedge clk_i)    global_rst_n_no_glitch <=         global_rst_dly3 | global_rst_dly2 | global_rst_dly1;

这是一个基于时钟自带的去毛刺电路，其核心原理是通过延迟多个时钟周期，以确保复位信号稳定后再传播到各个使用的部件。

此外，确保上电复位电路的稳定性也非常重要。特别是在多个总线上使用复位信号时，需要预留足够的延迟和缓冲区，以防止晶振尚未稳定或锁相环未完全启动的时期所引起的总线冲突。

总结来说，综合考虑信号的时序、延迟以及电路复杂度，选择合适的复位方式至关重要。在实际设计中，需要根据具体需求和场景权衡同步复位和异步复位的优缺点，以达到最佳的系统性能与稳定性。

转载地址：http://aoviz.baihongyu.com/