怎么找到FPGA开始工作的开关——同步复位/异步复位_fpga试验箱的复位按键在哪

第三章 同步复位/异步复位

FPGA入门——同步复位/异步复位

提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、同步复位 Synchronous_Reset

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持复位。

1.同步复位代码（sys_Verilog）

代码如下（示例）：

module Synchronous_Reset (rst_n, clk, a, b);
    input rst_n, clk;
    input a;
    output reg b;
 
    always @ (posedge clk)
    begin 
        if (!rst_n)
            b <= 1'b0;
        else 
            b <= a;       
    end
 
endmodule
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2.RTL仿真

3.同步复位优点

一般能够保证电路100%同步（Synchronous）。确保复位只发生在有效沿，可以作为过虑掉毛刺的手段。

4.同步复位缺点

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：
（1）时钟偏移、组合逻辑路径（路由）延时、复位延时等因素。
（2）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。

二、异步复位asynchronous_reset

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。

1.异步复位代码

代码如下（sys_Verilog）：

module asynchronous_reset(clk, rst_n, a, b);

    input clk, rst_n;
    input a;
    output reg b;
 
    always @ (posedge clk, negedge rst_n)
    begin
        if (!rst_n)
            b <= 1'b0;
        else
            b <= a;
    end
 
endmodule
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2.异步复位 RTL视图

3.反例——异步复位存在的隐患实例（不确定复位的时机会结束）

正常情况下，在clk的上升沿将c的值更新为b,b的值更新为a。一旦进入复位，b和c都清零，但是并不能确定复位信号rst_n会在什么时候结束，涉及建立时间和保持时间。

如果结束与b_reg和c_reg的{latch edge-setup, latch edge+hold time}时间之外，那么一切都会正常。如果出现在之内（“不好判断了”）复位信号的撤销（由低n到高p）出现在clk锁存数据的建立时间或者保持时间之内，此时clk检测到rst_n的状态就会使一个亚稳态（不确定是0还是1），就会导致输出结果的错误。也有可能一个reg处于复位，另一个reg跳出了复位，均会影响系统的正常工作，如果更大的项目隐患就更大了。

代码如下（sys_Verilog）：

module asynchronous_reset_wrong(clk, rst_n, a, b, c);

    input clk, rst_n;
    input a;
    output reg b, c;
 
    always @ (posedge clk, negedge rst_n)
    begin
        if (!rst_n)
            b <= 1'b0;
        else
            b <= a;
    end
 
    always @ (posedge clk, negedge rst_n)
    begin
        if (!rst_n)
            c <= 1'b0;
        else
            c <= b;
    end
 
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4.异步复位优点：

（1）异步复位信号识别方便，而且可以很方便的使用全局复位。
（2）由于大多数的厂商目标库内的触发器都有异步复位端口（CLR）可以节约逻辑资源。在这个端口（CLR端）一般接低电平有效的复位信号rst_n，即使设计中时高电平复位，实际综合后也会把异步复位信号反向后（!rst_n）接到CLR端

5.异步复位缺点

复位信号容易收到毛刺的影响。复位结束时刻恰在亚稳态窗口内时，无法决定现在的复位状态是1还是0，会导致亚稳态。

三、2.3.异步复位同步释放

sync_reset_async_release

代码如下（sys_Verilog）：

module sync_reset_async_release(clk, rst_n, a, b);

    input clk, rst_n;
    input a;
    output reg b;
 
    reg rst_n_r, rst_n_rr;
 
    always @ (posedge clk, negedge rst_n)
    begin
        if (!rst_n)
            {rst_n_rr, rst_n_r} <= 2'b00;
        else
            {rst_n_rr, rst_n_r} <= {rst_n_r, rst_n};
    end
 
    always @ (posedge clk, negedge rst_n_rr)
    begin
        if (!rst_n_rr)
            b <= 1'b0;
        else
            b <= a;
    end
 
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