異步復位同步釋放問題解析

（1）異步復位同步釋放的優(yōu)勢

（2）D 觸發(fā)器搭建電路

使用 2 個帶異步復位的寄存器，D端輸入邏輯 1（VCC）。

當異步復位無效（rst_async_n = 1）時，同步后的復位信號 rst_sync_n 也為 1；

當異步復位有效（rst_async_n = 0）時，同步后的復位信號 rst_sync_n 立刻為 0，即實現了“異步復位”，但是會在時鐘上升沿來臨時恢復為 1，實現“同步釋放”；

（以下圖片來自Altera FPGA）

第一級觸發(fā)器的輸入 D 接電源，即高電平1’b1。

第一級觸發(fā)器的輸出，很可能存在亞穩(wěn)態(tài)，使用兩級觸發(fā)器做同步。

（3）Verilog 代碼

reg rst_n_1 = 1'b1;
reg rst_n_2 = 1'b1;
always @ (posedge clk or negedge rst_async_n) 
begin 
if( !rst_async_n ) begin 
rst_n_1 <= 1'b0;
rst_n_2 <= 1'b0;
end 
else begin 
rst_n_1 <= 1'b1;
rst_n_2 <= rst_n_1;
end 
end 


assign rst_sync_n = rst_n_2;

總結

針對 Altera 的 FPGA ，沒有做其他資源消耗時的具體考證，僅從上述來看，確實能夠節(jié)省一些資源。

針對 Xilinx 的 FPGA ：

（1）對于同一個觸發(fā)器邏輯，因為同時支持異步和同步復位，所以異步復位并不會節(jié)省資源；

（2）對于其他的資源，比如 DSP48 等，同步復位更加節(jié)省資源。

首先，對于 DSP48，其內部還帶有一些寄存器（只支持同步復位），如果使用異步復位，則會額外使用外部 Slice 中帶異步復位的寄存器，而使用同步復位時，可以利用 DSP48 內部的寄存器；

Xilinx 的 FPGA，對于 DSP48、BRAM 資源，使用同步復位比異步復位更節(jié)省資源。

對于【高電平復位】，使用異步復位同步釋放，則第一個寄存器的 D 輸入是 0，這里使用了 4 個觸發(fā)器打拍同步。

（參考 Xilinx 白皮書 WP272，【FPGA探索者】公眾號回復【wp272】獲?。?。

異步復位同步釋放，既能很快的檢測到復位信號，不需要復位保持超過一個時鐘周期，又能解決釋放時的亞穩(wěn)態(tài)問題（降低亞穩(wěn)態(tài)發(fā)生的概率）。