大型设计全局复位—异步复位同源释放
同步复位和异步复位
同步复位，异步复位以及异步复位同步释放(转载）1.同步复位(Synchronous Reset)来看一个简单的同步复位的D触发器，Verilog代码如下：module d_ff (clk,rst_n,datain,dataout);input clk;input rst_n;input datain;ouput dataout;reg dataout;always @ (posedge clk)beginif (!rst_n)dataout <= 1'b0;elsedataout <= datain;endendmodule综合后的RTL图表如下：Altera的MAXII系列的CPLD中，register没有同步复位资源，所以同步复位信号需要通过额外的逻辑电路实现，上面的例子，QuartusII软件自带的综合工具使用选择器实现了同步功能，但是这不是确定的，有的综合工具综合成与门，如下图：同步复位的优点：1). 抗干扰性高，可以剔除复位信号中周期短于时钟周期的毛刺；2). 有利于静态时序分析工具的分析；3). 有利于基于周期的仿真工具的仿真。
同步复位缺点：1). 占用更多的逻辑资源；2). 对复位信号的脉冲宽度有要求，必须大于指定的时钟周期，由于线路上的延迟，可能需要多个时钟周期的复位脉冲宽度，且很难保证复位信号到达各个寄存器的时序；3). 同步复位依赖于时钟，如果电路中的时钟信号出现问题，无法完成复位。
2. 异步复位(Asynchronous Reset)来看一个简单的异步复位的D触发器，Verilog代码如下：module prac (clk,rst_n,datain,dataout);input clk;input rst_n;input datain;output dataout;reg dataout;always @ (posedge clk or negedge rst_n)beginif (!rst_n)dataout <= 1'b0;elsedataout <= datain;endendmodule综合后的RTL图表如下：异步复位的优点：1). 无需额外的逻辑资源，实现简单，而且CPLD有针对复位信号的全局不限资源，可以保证复位管脚到各个寄存器的clock skew最小(注意不是到各个寄存器的延迟最小)；2). 复位信号不依赖于时钟。
复位电路异步复位同步释放
复位电路异步复位同步释放异步复位和同步释放是数字电路设计中常见的两种复位方式。
复位电路的作用是将电路的各个元件状态恢复到初始状态，以确保电路在启动时的可靠性和正确性。
异步复位是指在电路中引入一个异步信号，当该信号为高电平时，电路内部的各个元件都被强制复位为初始状态。
异步复位信号可以是外部输入信号，例如按键、开关等，也可以是内部产生的信号，例如定时器溢出信号等。
异步复位的优点是简单直接，可以快速将电路恢复到初始状态。
但是，异步复位也存在一些问题，例如在复位信号引入时可能导致冲突和干扰，还可能引起时序问题和电路不稳定等。
同步释放是指在电路中采用同步信号来释放复位状态。
同步信号通常是由时钟信号和其他状态信号共同产生的，只有在满足特定条件时才会触发复位释放。
同步释放可以有效地解决异步复位的问题，使电路在复位时更加稳定可靠。
同步释放的实现通常需要借助于锁存器、触发器等元件，通过时序控制和状态判定来实现复位释放的精确控制。
在实际的电路设计中，异步复位和同步释放常常结合使用，以实现对电路的可靠复位和平稳释放。
例如，可以使用异步复位电路将电路初始化为初始状态，然后通过同步信号来控制复位释放的时机，确保电路在启动时的稳定性。
此外，还可以根据具体的应用场景和需求，灵活选择异步复位或同步释放的方式。
异步复位和同步释放是数字电路设计中常用的复位方式，它们通过引入异步信号和同步信号来实现对电路的复位和释放。
在电路设计中，需要根据具体的需求和应用场景选择合适的复位方式，以确保电路的可靠性和正确性。
同时，还需要注意复位信号的引入时机和释放时机，避免引发冲突、干扰和时序问题。
通过合理设计和优化，可以实现高性能、高可靠性的复位电路，提高电路的工作效率和稳定性。
FPGA设计异步复位同步释放有讲究
FPGA设计异步复位同步释放有讲究异步复位同步释放首先要说一下同步复位与异步复位的区别。
同步复位是指复位信号在时钟的上升沿或者下降沿才能起作用，而异步复位则是即时生效，与时钟无关。
异步复位的好处是速度快。
再来谈一下为什么FPGA 设计中要用异步复位同步释放。
复位信号的释放是有讲究的：我们知道，DFF 的D 端和clk 端之间时序关系是有约束的，这种约束我们通过setup time 和hold time 来check。
即D 端的data 跳变的时刻要与clk 端的时钟上升沿(或者下降沿)跳变要错开，如果这两个跳变撞到一起，我们无法保证DFF 能够sample 到正确的data，这时候不满足setup/hold time 要求，就会发生亚稳态，我们sample 到的data 可能是不稳定的中间态的值，并不是我们原本想要的data。
与此类似，异步复位端与clk 端之间也存在着类似的时序约束关系，为了准确稳定地sample 到异步复位端的reset 信号，我们要求reset 信号在clk 上升沿(或者下降沿)跳变的前后一段时间内保持稳定，不要跳变。
clk 跳变沿之前必须保持稳定的最短时间叫做recovery time，clk 跳变沿之后需要保持稳定的最短时间叫做removal time。
如果在此时间窗口内reset 信号发生跳变，不确定reset 到底有没有释放成功(类似setup+hold 时间窗口内，data 跳变，发生亚稳态，sample 到的值是不稳定的中间态值)。
在IC 设计过程中我们是会check recovery 和removal time 的，如果不满足，我们会通过布局布线的调整(后端的调整)让电路满足这个条件(实质就是让reset 跳变沿和clk 跳变沿错开);但是对于FPGA设计而言，我们一般不采用异步释放的方法，因为FPGA 的布局布线可以调整。
三种复位方式：同步复位、异步复位、异步复位同步释放
三种复位方式：同步复位、异步复位、异步复位同步释放一、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) beginif (!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,negedge Rst_n) beginif (!Rst_n)...end二、各自的优缺点：1、总的来说，同步复位的优点大概有3条：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，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。
三、总结：所以说，一般都推荐使用异步复位，同步释放的方式，而且复位信号低电平有效。
这样就可以两全其美了。
IC设计中同步复位与
IC设计中同步复位与异步复位的区别异步复位是不受时钟影响的，在一个芯片系统初始化（或者说上电）的时候需要这么一个全局的信号来对整个芯片进行整体的复位，到一个初始的确定状态。
而同步复位需要在时钟沿来临的时候才会对整个系统进行复位。
请注意，如果芯片是有多个时钟的系统，那么如何保证不同时钟域的电路能够“同时”复位将会是一个重要的问题，此外，如果你的时钟是一个低频时钟，那么在这个系统（包括其他芯片）上电时如何保证能和其他芯片同时复位？硬件全局异步复位是必要的，请注意这里加上了“全局”，这是因为异步复位既然要对整个芯片“同时”复位，那么布线延时绝不能不考虑，使用FPGA设计时芯片的异步复位必须要走全局网络。
再提醒一点，芯片中最好不要出现多个异步复位。
一个关键原因是对于FPGA而言，多个异步复位信号难以实现前面要求的“全局网络”。
异步复位最大的优点是, 数据通路就可以不依赖于时钟而确保清洁可控。
然而, 异步复位也有其固有的缺陷。
异步复位设计的DFT (可测性设计) 与STA (静态时序分析) 的复杂性要高于同步复位设计; 但异步复位中最严重的问题是, 如果异步复位信号在触发器时钟有效沿附近“释放”(复位信号从有效变为无效) 的话, 可能会导致触发器输出的亚稳态。
同步复位和异步复位的比较（转载）无论同步还是异步复位，在对触发器时序进行分析的时候，都要考虑复位端与时钟的相位关系。
对于同步复位，复位信号可以理解为一个普通的数据信号，它只有在时钟的跳变沿才会其作用，一般只要复位信号持续时间大于一个时钟周期，就可以保证正确复位。
对于异步复位，复位可以在任何时候发生，表面上看跟时钟没有关系，但真实情况是异步复位也需考虑时钟跳变沿，因为时钟沿变化和异步复位都可以引起Q端数据变化，如果异步复位信号跟时钟在一定时间间隔内发生变化，Q值将无法确定，即亚稳态现象。
这个时候既是异步复位信号持续时间再长都没有办法，因为不定态已经传递下去。
Verilog中同步复位和异步复位比较
【Verilog】同步复位和异步复位比较async vs. sync同步复位 sync异步复位 async特点复位信号只有在时钟上升沿到来时才能有效。
无论时钟沿是否到来，只要复位信号有效，就进行复位。
Verilog描述always@(posedge CLK)always@(posedge CLK , negedgeRst_n)优点1）利于仿真器仿真。
2）因为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。
3）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。
1）设计相对简单。
2）因为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。
3）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1）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。
2）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。
1）复位信号容易受到毛刺的影响。
2）在复位信号释放(release)的时候容易出现问题。
具体就是说：若复位释放刚好在时钟有效沿附近时，很容易使寄存器输出出现亚稳态，从而导致亚稳态。
总结推荐使用异步复位，同步释放的方式，而且复位信号低电平有效。
相关讨论：1、同步电路和异步电路的区别是什么？异步电路主要是组合逻辑电路，用于产生地址译码器、ＦＩＦＯ或ＲＡＭ的读写控制信号脉冲，但它同时也用在时序电路中，此时它没有统一的时钟，状态变化的时刻是不稳定的，通常输入信号只在电路处于稳定状态时才发生变化。
也就是说一个时刻允许一个输入发生变化，以避免输入信号之间造成的竞争冒险。
电路的稳定需要有可靠的建立时间和保持时间，待下面介绍。
同步电路是由时序电路(寄存器和各种触发器)和组合逻辑电路构成的电路，其所有操作都是在严格的时钟控制下完成的。
异步复位与同步释放
异步复位与同步释放很多时候，我们都希望系统一上电以及在仿真开始的时候所有寄存器都有一个已知的状态。
复位有两种方式，即同步复位和异步复位。
同步复位：“同步”的意思是和工作时钟同步。
也就是说当时钟的上升沿（下降沿）来到时检测到按键的复位操作才有效，否则无效。
如下图所示为同步低复位波形。
异步复位：“异步”的意思是和工作时钟不同步。
也就是说寄存器的复位不关心时钟的上升沿（下降沿）是否到来，只要有检测到按键被按下，就立刻执行复位操作。
如下图所示为同步低复位波形。
同步复位还是异步复位我们以D触发器为例来说明Inter（Altera）的器件是用同步复位好还是异步复位好。
先来看一下同步复位D触发器的RTL代码，如下所示：//---------------------------------01module test(02 input wire sclk ,03 input wire rst_syncn ,04 input wire d ,0506 outputreg q07);0809always@(posedge sclk)10 if(rst_sync_n ==1'b0)11 q <=1'b0;12 else13 q <= d;1415endmodule//--------------------------------在Quartus工具中编写完RTL后点击“Start Analysis & Synthesis”图标进行分析和综合。
然后双击“Netlist Viewers”下的“RTL Viewer”查看RTL视图。
如下图所示，可以看到一个 D触发器的结构，也可以称为寄存器，但是还附加了一个选择器，用于同步复位的控制。
点击“Start Compilation”图标全编译进行布局布线，完成后我们可以看到“Flow Summary”资源使用量，如下图所示，可以看到使用了LE中的一个组合逻辑资源和一个时序逻辑资源。
ASIC设计中的同步复位与异步复位
ASIC 设计中的同步复位与异步复位Synchronous Reset and Asynchronous Reset in ASIC Design盛 娜3 刘志军SHENG Na LIU Zhi 2jun摘 要 复位问题是ASIC 设计中的一个关键问题,其处理得当与否将直接影响整个电路的性能,在此本文从多个角度对同步复位和异步复位进行了讨论和分析,并且比较了各自的优缺点,重点针对异步复位过程中存在的亚稳态问题采用两级复位同步和复位分配缓冲树的方法进行了相应的解决。
关键词 同步复位 异步复位 亚稳态 ASIC Abstract Reset is one of the key problems in ASIC design ,it will directly in fluence the performance of the whole design if it is done properly or not.This paper discussed and analyzed the synchronous reset and the asynchronous reset from several different perspectives.A C omparis on between them in the advantages and the disadvantages was conducted.The metastability problem ,exiting in the process of asynchronous reset ,was res olved by adding the tw o 2level reset syn 2chronizer logic and using reset distribution bu ffer tree.K eyw ords Synchronous reset Asynchronous reset Metastability ASIC3山东大学信息科学与工程学院 济南 2501001 引言复位问题是ASIC 设计中一个基本而又重要的问题。
简谈同步复位和异步复位
简谈同步复位和异步复位大家好，谈到同步复位和异步复位，那咱们就不得不来聊一聊复位这个词了。
在数字逻辑电路设计中，电路通过复位来启动，复位犹如数字电路的“起搏器”。
那在设计中，主要会出现以下三种类型的，一是无复位：天生就强壮着，上电就启动；二是异步复位：好心人路过，随便踢了一脚，起搏了，这完全没有心理准备，随时都有可能复活啊；三是同步复位：专业救援队，手按住胸口，不起博按住不放啊。
直到听到“砰砰”声才离开，非常关键，必须要按住一会会。
那下面咱们就来详细聊聊这三种类型。
一、无复位没见过这样写代码的，竟然没有复位，老师都说数字电路离不开复位的，没有复位，寄存器怎么赋初值啊？没有确定的初值，这电路怎么工作呢？其实，不用担心，FPGA上电之后，寄存器初始值默认为“0”，当然，也可以人为的赋初值。
下面为无复位的代码举例： reg [7:0] a; always @(posedge clk) begin a 布线时间也缩短不少，如果规模很大，对提高设计整体性能也是有帮助的。
但是在数字电路设计中，我们很少不用复位电路。
到是我们经常利用FPGA这个特性，自己产生内部复位电路。
二、异步复位异步复位电路描述：在always语句中添加复位信号在敏感量列表中，即可实现异步复位。
下面为异步复位的代码举例以及电路图举例： reg [7:0] a; always @(posedge clk, posedge rst_n) begin if(rst_n) begina 时钟。
所以如果时钟是外部输入的，而且时钟有可能丢失，例如处于省电模式时，只能使用异步复位。
另外一个优势是设计更快的物理实现。
相对于同步复位，异步复位有更宽松的时序约束。
从而布局布线工具使用更少的时间便可达到约束条件。
三、同步复位同步复位就是非常专业，不留一点马虎，和他的名字一样，只在时钟的有效沿发生，所以一个有效的同步信号，至少要维持一个时钟周期（把你叫不醒，是不会停的）。
异步复位同步撤离方法
异步复位同步撤离方法1. 引言在计算机科学领域，异步复位和同步撤离是两种重要的方法，用于处理并发和多线程编程中的同步问题。
本文将详细介绍这两种方法的概念、原理和应用，并探讨它们在实际开发中的优缺点。
2. 异步复位异步复位是一种处理并发问题的方法，它通过在某个条件满足时触发复位操作，来实现线程的同步。
在多线程编程中，常常会遇到需要等待某个线程完成某个操作后再继续执行的情况。
异步复位可以用于解决这类问题。
2.1 原理异步复位的原理是通过信号量或事件来实现的。
当某个条件满足时，触发复位操作，将信号量或事件复位为初始状态。
其他线程在等待信号量或事件时，会被阻塞，直到复位操作完成。
2.2 应用场景异步复位常用于多线程编程中的同步问题。
例如，在生产者-消费者模型中，生产者线程生产数据并通知消费者线程消费，消费者线程消费完数据后需要通知生产者线程继续生产。
这时可以使用异步复位来实现线程间的同步。
3. 同步撤离同步撤离是一种处理并发问题的方法，它通过将某个操作从同步模式转变为异步模式来提高程序的性能和可伸缩性。
同步撤离可以用于解决并发性能瓶颈和资源争用的问题。
3.1 原理同步撤离的原理是将原本需要同步执行的操作，拆分为多个阶段，并将其中的一些阶段转变为异步执行。
这样可以减少对共享资源的争用，提高并发性能。
3.2 应用场景同步撤离常用于并发性能优化中。
例如，在一个多线程的Web服务器中，每个请求都需要从数据库中获取数据并返回给客户端。
如果每个请求都需要等待数据库操作完成后才能继续执行，那么服务器的并发性能将受到限制。
这时可以使用同步撤离来将数据库查询操作转变为异步执行，从而提高服务器的并发性能。
4. 异步复位与同步撤离的比较异步复位和同步撤离都是处理并发问题的方法，但它们的应用场景和原理有所不同。
下面对它们进行比较：4.1 应用场景•异步复位适用于需要等待某个条件满足后才能继续执行的场景，常用于多线程编程中的同步问题。
同步复位和异步复位
优点
2） 因为只有在时钟有效电平到 2） 因为大多数目标器件库的
来时才有效，所以可以滤除高于时钟 dff 都有异步复位端口，因此采用
频率的毛刺。
异步复位可以节省资源。
3） 可以使所设计的系统成为 3） 异步复位信号识别方便，
100%的同步时序电路，有利于时序分 而且可以很方便的使用 FPGA 的全
析。
8、说说对数字逻辑中的竞争和冒险的理解，并举例说明竞争和冒险怎样消除。
9、什么是竞争与冒险现象？怎样判断？如何消除？ 在组合逻辑中，由于门的输入信号通路中经过了不同的延时，导致到达该门的时 间不一致叫竞争。产生毛刺叫冒险。如果布尔式中有相反的信号则可能产生竞争 和冒险现象。解决方法：一是添加布尔式的（冗余）消去项，但是不能避免功能 冒险，二是在芯片外部加电容。三是增加选通电路
在组合逻辑中，由于多少输入信号变化先后不同、信号传输的路径不同，或是各 种器件延迟时间不同（这种现象称为竞争）都有可能造成输出波形产生不应有的 尖脉冲（俗称毛刺），这种现象成为冒险。
10、你知道那些常用逻辑电平？TTL 与 COMS 电平可以直接互连吗？
常用逻辑电平：TTL、CMOS、LVTTL、LVCMOS、ECL（Emitter Coupled Logic）、 PECL（Pseudo/PositiveEmitter Coupled Logic）、LVDS（Low Voltage Differential Signaling）、GTL（GunningTransceiver Logic）、BTL（Backplane Transceiver Logic）、ETL（enhancedtransceiver logic）、GTLP（Gunning Transceiver Logic Plus）；RS232、RS422、RS485（12V，5V，3.3V）；TTL 和 CMOS 不可以直接互连，由于 TTL 是在 0.3-3.6V 之间，而 CMOS 则是有在 12V 的 有在 5V 的。CMOS 输出接到 TTL 是可以直接互连。TTL 接到 CMOS 需要在输出端口 加一上拉电阻接到 5V 或者 12V。 cmos 的高低电平分别为:Vih>=0.7VDD,Vil<=0.3VDD;Voh>=0.9VDD,Vol<=0.1VDD. ttl 的为:Vih>=2.0v,Vil<=0.8v;Voh>=2.4v,Vol<=0.4v. 用 cmos 可直接驱动 ttl;加上拉电阻后,ttl 可驱动 cmos. 1、当 TTL 电路驱动 COMS 电路时，如果 TTL 电路输出的高电平低于 COMS 电路的 最低高电平（一般为 3.5V），这时就需要在 TTL 的输出端接上拉电阻，以提高 输出高电平的值。 2、OC 门电路必须加上拉电阻，以提高输出的搞电平值。 3、为加大输出引脚的驱动能力，有的单片机管脚上也常使用上拉电阻。 4、在 COMS 芯片上，为了防止静电造成损坏，不用的管脚不能悬空，一般接上拉 电阻产生降低输入阻抗，提供泄荷通路。 5、芯片的管脚加上拉电阻来提高输出电平，从而提高芯片输入信号的噪声容限 增强抗干扰能力。 6、提高总线的抗电磁干扰能力。管脚悬空就比较容易接受外界的电磁干扰。 7、长线传输中电阻不匹配容易引起反射波干扰，加上下拉电阻是电阻匹配，有 效的抑制反射波干扰。 上拉电阻阻值的选择原则包括: 1、从节约功耗及芯片的灌电流能力考虑应当足够大；电阻大，电流小。 2、从确保足够的驱动电流考虑应当足够小；电阻小，电流大。 3、对于高速电路，过大的上拉电阻可能边沿变平缓。综合考虑 以上三点,通常在 1k 到 10k 之间选取。对下拉电阻也有类似道理 //OC 门电路必须加上拉电阻，以提高输出的搞电平值。
IC设计中同步复位与异步复位的区别
IC设计中同步复位与异步复位的区别
异步复位是不受时钟影响的，在一个芯片系统初始化（或者说上电）的时候需要这么一个全局的信号来对整个芯片进行整体的复位，到一个初始的确定状态。
而同步复位需要在时钟沿来临的时候才会对整个系统进行复位。
请注意，如果芯片是有多个时钟的系统，那么如何保证不同时钟域的电路能够“同时”复位将会是一个重要的问题，此外，如果你的时钟是一个低频时钟，那么在这个系统（包括其他芯片）上电时如何保证能和其他芯片同时复位？硬件全局异步复位是必要的，请注意这里加上了“全局”，这是因为异步复位既然要对整个芯片“同时”复位，那么布线延时绝不能不考虑，使用FPGA设计时芯片的异步复位必须要走全局网络。
再提醒一点，芯片中最好不要出现多个异步复位。
一个关键原因是对于FPGA而言，多个异步复位信号难以实现前面要求的“全局网络”。
异步复位最大的优点是, 数据通路就可以不依赖于时钟而确保清洁可控。
然而, 异步复位也有其固有的缺陷。
异步复位设计的DFT (可测性设计) 与STA (静态时序分析) 的复杂性要高于同步复位设计; 但异步复位中最严重的问题是, 如果异步复位信号在触发器时钟有效沿附近“释放”(复位信号从有效变为无效) 的话, 可能会导致触发器输出的亚稳态。
异步复位 同步释放的电路
异步复位同步释放的电路
异步复位和同步释放是电路设计中常用的两种重要技术。
异步复位是指通过一个信号将电路的状态恢复到初始状态，而同步释放则是指在特定条件下，通过一个信号将电路的状态释放。
异步复位是一种非阻塞式的复位方式，它可以在任何时候发生，并立即将电路的状态恢复到初始状态。
当接收到异步复位信号时，电路中的所有存储元件将被置为预定的初始状态。
这种复位方式适用于需要快速响应的电路，比如处理实时数据的电路。
在异步复位电路中，复位信号的触发不依赖于时钟信号，因此可以在任何时刻发生。
这种复位方式的优点是快速响应和简单实现，但也存在一些缺点。
由于复位信号的触发时机不确定，可能会导致电路状态的不确定性，从而引发一些问题，比如数据丢失或错误。
同步释放是一种阻塞式的释放方式，它需要在时钟信号的边沿触发。
当接收到同步释放信号时，电路中的状态将在下一个时钟边沿时被释放。
这种释放方式适用于需要精确控制的电路，比如存储器或计数器。
在同步释放电路中，释放信号的触发依赖于时钟信号，因此释放的时机可以精确控制。
这种释放方式的优点是稳定可靠和精确控制，但也存在一些缺点。
由于释放信号需要等待下一个时钟边沿，可能会引入一定的延迟，从而影响电路的响应速度。
异步复位和同步释放是电路设计中常用的两种重要技术。
根据实际需求，可以选择适合的复位方式来设计电路，以确保电路的稳定性和可靠性。
在实际应用中，可以根据具体情况进行选择，并结合其他技术手段来实现更复杂的功能。
复位
看到论坛里很多帖子都讨论过同步复位和异步复位，现在我来总结一下这两种比较常见的复位方式：一、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V erilog描述如下：always @ (posed clk) beginif (!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V erilog 描述如下：always @ (posedge clk,negedge Rst_n) beginif (!Rst_n)...end二、各自的优缺点：1、总的来说，同步复位的优点大概有3条：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，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。
三、总结：所以说，一般都推荐使用异步复位，同步释放的方式，而且复位信号低电平有效。
在FPGA开发中尽量避免全局复位的使用
在FPGA开发中尽量避免全局复位的使用最近几天读了Xilinx网站上一个很有意思的白皮书（white paper，wp272.pdf），名字叫《Get Smart About Reset:Think Local, Not Global》，在此分享一下心得，包括以前设计中很少注意到的一些细节。
在数字系统设计中，我们传统上都认为，应该对所有的触发器设置一个主复位，这样将大大方便后续的测试工作。
所以，在所有的程序中，我往往都在端口定义中使用同一个reset信号（其实好多时候根本就没有用到）。
所以，当看到文档中提到，“不建议在FPGA设计中使用全局复位，或者说应该努力避免这种设计方式”时，许多设计人员（包括我）都会觉得非常难以理解，这种设计思想跟我们通常的认识是相冲突的！继续读下去，不知不觉发现这个白皮书讲的还真是在理。
接下来把我的个人理解讲述一下。
1.全局复位是不是关键时序？全局复位信号一般由以下三种途径获得：1. 第一种，最常见的，就是用一个复位按钮产生一个复位信号接到FPGA的全局复位管脚上。
它的速度显然是非常慢的（因为是机械结构），而且存在抖动的问题。
2. 第二种是上电的时候由电源芯片产生的，如TI的TPS76x系列的电源系统一般都可以产生复位信号，供主芯片上电复位使用。
3. 第三种是由控制芯片产生的复位脉冲，这个是我们设计人员可以方便使用程序控制的。
在这些情况下，复位信号的变化与FGPA芯片内部信号相比看起来是及其缓慢的，例如，复位按钮产生的复位信号的周期至少是在毫秒级别的，而我们FPGA内部信号往往是纳米或者微秒级别的。
复位信号的频率是如此之低，以至于我们任务它不属于关键时序（not timing-critical）。
即使是对此类信号进行时序约束，约束的周期也是非常长的。
全局复位脉冲的周期远大于时钟周期，所以传统意义上假设FPGA芯片中所有的触发器都能够得到有效的复位。
然而，随着FPGA性能和工作频率的快速提高，这种假设开始不再成立。
fpga复位方法总结
fpga复位方法总结
FPGA（现场可编程门阵列）的复位方法主要包括同步复位、异步复位以及同步复位异步释放。
1. 同步复位：在时钟上升沿或下降沿时，根据复位信号的状态确定是否对系统进行复位。
这种复位方式需要时钟信号的控制，在时钟信号的上升沿或下降沿时检查复位信号的状态。
如果复位信号有效，则将系统复位。
2. 异步复位：无论时钟信号处于何种状态，只要复位信号有效，就对系统进行复位。
这种复位方式简单直接，只要检测到复位信号的上升沿，就会把输出置为复位值。
但异步复位释放可能导致的问题是时序违规和亚稳态，即电路可能处于一个不稳定的中间状态。
3. 同步复位异步释放：这是一种FPGA设计方法，通常用于确保电路在重新启动后能够正常工作。
在异步复位同步释放的设计中，一组异步复位信号用于重置电路的状态，而另一组同步释放信号则用于释放电路的状态。
这种设计方法是为了保证电路的可靠性和可重复性。
以上信息仅供参考，如有需要，建议咨询专业技术人员。
大型设计全局复位—异步复位同源释放
大型设计全局复位—异步复位同源释放在一个FPGA项目设计之初，全局网络的建立至关重要，其中包括时钟网络和复位网络。
而通常设计者对时钟网络的规划尤为小心，可却忽视了复位网络，这个复位跟时钟一样也是一个覆盖全局、高扇出的信号，如果处理不当也会导致意想不到的错误。
很多人会问，到底复位信号选择同步还是异步、高电平还是低电平有效？对于这个问题，下文做了论述：异步or 同步？以下是同步、异步复位的Verilog和VHDL代码：// 同步复位（Verilog）always@(posedge clk)if(rst)begina<=1’b0;endelsebegina<=b;end--同步复位（VHDL）process(clk,rst)beginif clk’event and clk=’1’ thenif rst=’1’ thena<=’0’;elsea<=b;end if;end if;基于同步和异步复位各自的优缺点，很多经典文献都推荐一种异步复位、同步释放电路，如图1所示，此电路既节省了同步所需的额外逻辑资源又消除了异步带来的毛刺和亚稳态的影响。
其中FF的数量决定了复位脉冲的宽度，图中为4个，即复位脉冲宽度为4个时钟周期。
（后续根据加菲书补充）图1对应图1异步复位同源释放的Verilog代码（高有效复位）always@（posedge clk or posedge asynchronous_reset）beginIf(asynchronous_reset)beginF1<=1’b1;F2<=1’b1;F3<=1’b1;F4<=1’b1;endelse beginF0<=1’b0;F1<=F0;F2<=F1;F3<=F2;endendassign synchronous_reset=F3;always@(posedge clk or posedge synchronous_reset )if(synchronous_reset)图2选择高还是低，需要根据具体的电平标准、器件结构来选择，并不是一概而论低电平有效的好或者高电平有效的好。
异步复位同步释放电路结构
异步复位同步释放电路结构异步复位同步释放电路是一种常见的数字电路设计，主要用于将异步复位信号转换为同步释放信号。
以下从六个方面详细介绍了异步复位同步释放电路的结构。
异步复位信号生成异步复位信号是指一个高电平或低电平的信号，用于将电路中的所有寄存器或其他逻辑电路复位到初始状态。
异步复位信号的产生通常由外部输入或内部时钟信号经过一定的逻辑门组合产生。
同步释放信号生成同步释放信号是指与时钟信号同步的释放信号，用于在时钟上升沿或下降沿释放寄存器或其他逻辑电路。
同步释放信号的产生通常通过在时钟信号上添加一定的延时来实现，以确保在时钟信号的稳定期间产生释放信号。
电路模块连接方式异步复位同步释放电路通常包括多个电路模块，如寄存器、触发器等。
这些模块之间的连接方式取决于具体的设计需求。
通常，异步复位信号和同步释放信号会连接到各个模块的相应输入端，以确保正确地复位和释放各个模块。
触发器设计触发器是异步复位同步释放电路中的重要组成部分，用于在接收到异步复位信号或同步释放信号时，将电路的状态重置到初始状态或释放到下一个状态。
触发器的设计通常需要考虑其灵敏度、功耗和延迟等因素。
时序控制异步复位同步释放电路的时序控制包括复位和释放信号的时间控制以及电路状态转换的控制。
时序控制通常需要考虑时钟信号的频率和相位、复位和释放信号的延时等因素，以确保电路在正确的时间点进行复位和释放操作。
抗异常设计抗异常设计是异步复位同步释放电路中的一项重要技术，主要用于防止电路在异常情况下发生错误动作。
抗异常设计包括对电源电压波动、噪声干扰等异常情况的抵抗能力。
对于电源电压波动，可以通过增加滤波电容等元件来降低其影响；对于噪声干扰，可以通过增加屏蔽措施、优化布线等方式来降低其影响。
功耗优化功耗优化是异步复位同步释放电路中的一项重要技术，主要用于降低电路的功耗。
功耗优化可以通过优化电路结构、使用低功耗元件等方式来实现。
例如，在不影响电路性能的前提下，可以使用低功耗的逻辑门替换高功耗的逻辑门；在适当的情况下，可以使用待机模式或休眠模式来降低电路的功耗。
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在一个FPGA项目设计之初，全局网络的建立至关重要，其中包括时钟网络和复位网络。
而通常设计者对时钟网络的规划尤为小心，可却忽视了复位网络，这个复位跟时钟一样也是一个覆盖全局、高扇出的信号，如果处理不当也会导致意想不到的错误。
很多人会问，到底复位信号选择同步还是异步、高电平还是低电平有效？对于这个问题，下文做了论述：
异步or 同步？
以下是同步、异步复位的Verilog和VHDL代码：
// 同步复位（Verilog）
always@(posedge clk)
if(rst)
begin
a<=1’b0;
end
else
begin
a<=b;
end
--同步复位（VHDL）
process(clk,rst)
begin
if clk’event and clk=’1’ then
if rst=’1’ then
a<=’0’;
else
a<=b;
end if;
end if;
end process;
// 异步（Verilog）
always@(posedge clk or posedge rst)
if(rst)
begin
a<=1’b0;
end
else
begin
a<=b;
end
--异步复位（VHDL）
process(clk,rst)
begin
if rst=’1’ then
a<=’0’;
7系列FPGA设计时推荐使用高电平有效的复位。
图2
选择高还是低，需要根据具体的电平标准、器件结构来选择，并不是一概而论低电平有效的好或者高电平有效的好。
注：另外在设计中复位信号有时可能出现一些问题。
1. 如果在一个设计的顶层定义了一个异步复位信号，而为了减小高扇出的影响，可以将这个复位信号分配到全局布线资源上。
但是有些情况下，使用全局复位信号可能导致recovery和removel时序问题。
如图4所示使用级联复位结构，将异步复位信号同步释放，根据模块进行分区，在每个分区内再级联同步释放结构，这样可以降低复位信号的扇出，从根本性上解决了问题。
图4
2. 往往在一个大系统中有多个时钟，是否需要为每个时钟域分配一个复位？如果只有一个全局复位，当然在这种情况下肯定是异步复位，它与系统中所有时钟都没有关系，并且必须满足所有时钟域的时序要求，同时满足所有时钟域的recovery和removel时序在某些情况下就不是那么容易了，因此为每个时钟分
配复位是有必要的，如图5所示，此结构使用了一个全局复位，在不同时钟域分别对其进行同步，这样满足所有时钟域的时序应该是轻松些了。
图5
参考文献：
Clifford E. Cummings, Asynchronous & Synchronous Reset Design Techniques
Xilinx White Paper, WP272 Get Smart About Reset: Think Local, Not Global Xilinx User Guide, 7 Series FPGAs Configurable Logic Block。