异步复位与同步释放

Question

如题所述

Answer 1

在设计电路的复位策略时，我们通常会遇到同步复位和异步复位两种方式。它们各自有着独特的特性，对资源使用和时序控制产生显著影响。

同步复位：

同步复位的关键在于与工作时钟的同步性，需要通过检测按键输入来确认复位的有效性。在D触发器的RTL代码中，你可以看到一个选择器来控制复位操作，这种设计确保了复位信号的准确性，但同时也要求额外的时序逻辑资源。在Chip Planner视图中，同步复位的LE内部包含了寄存器结构，这无疑增加了内部复杂性。

同步复位电路在LE内部的复位路径以绿色突出，表明了它的时序敏感性。在资源报告中，它会显示出一个组合逻辑资源和一个时序逻辑的使用，特别是当内置的异步清零信号存在时，会占用更多资源。

异步复位：

相比之下，异步复位更加灵活，它不依赖于时钟，只要按键被按下就会立即复位。在代码实现中，仅使用基本的D触发器结构，显著节省了资源。在资源报告中，异步复位的LUT可能看起来有所使用，但实际上由于逻辑需求极少，可能不会显示出来。这样的设计减少了逻辑浪费，对资源管理更为高效。

时序检查是设计中的重要环节，确保复位信号在切换时的稳定性和可靠性。例如，同步处理代码可能需要将异步信号转换为同步信号，通过两次时钟周期的延迟来实现。

always @(posedges clk or negedge rst_async_n)
if (rst_async_n == 0) {
rst_sync1_n <= 0;
} else {
rst_sync1_n <= 1;
}
always @(posedges clk or negedge rst_async_n)
if (rst_async_n == 0) {
rst_sync2_n <= 0;
} else {
rst_sync2_n <= rst_sync1_n;
}
always @(posedges clk or negedge rst_sync2_n)
if (rst_sync2_n == 0) {
q <= 0;
} else {
q <= d;
}

综合后的RTL视图中，你可以清晰地看到不同复位信号处理的逻辑结构，但具体的细节由于篇幅限制并未详述。

在学习嵌入式物联网时，深入理解这两种复位方式的区别对优化设计和提高资源利用率至关重要。如果你对异步复位与同步复位的实践应用或者深入讨论感兴趣，欢迎加入我们的学习交流群，共同探讨技术问题。

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