异步复位同步释放

异步复位同步释放

1.复位目的：

对一个芯片来说，复位的主要目的是使芯片电路进入一个已知的，确定的状态。主要是触发器进入确定的状态。在一般情况下，芯片中的每个触发器都应该是可复位的.

• 复位可以使电路从确定的初始状态开始运行
• 复位可以使电路从错误状态回到可以控制的确定状态

2.同步复位：

当reset信号为active的时候，寄存器在下一个时钟沿到来之后被复位，时钟沿到来之前寄存器还是保持其之前的值

Q:同步复位电路也会产生亚稳态吗
A:当复位信号的撤销时间在建立时间和保持时间以内时，也会产生亚稳态。

3.异步复位：

当reset信号为active的时候，寄存器立刻被复位，与时钟沿到来与否没有关系

异步复位的亚稳态：当异步复位信号的撤销时间在Trecovery（恢复时间）和Tremoval（移除时间）之间时，输出结果就会出现亚稳态，造成复位失败

• recovery time和removal time都是检查异步信号（reset或preset或set）的释放沿，释放沿必须在时钟沿前面提前recovery time释放，或者在时钟沿后removal time之后释放
• 由于异步复位信号与时钟无必然联系，两者都是独立的，所以复位信号的释放将有一定的概率导致电路出现亚稳态
  

4.异步复位同步释放：

（1）异步复位，同步释放的含义
所谓异步复位同步释放，就是在rst_n信号为低时，立刻进行复位，即复位信号与时钟相互独立；而rst_n信号由低到高释放时，为了防止亚稳态的出现，将rst_n信号用DFF向后延一周期，外部复位信号不会在出现释放时与clk信号竞争，整个系统将与全局时钟clk信号同步

简单理解：第2级DFF释放信号与时钟clk边沿同步，所以释放信号在clk上升沿后需经过Tco（Tsu+thd）才能到达下一级DFF的复位端口，所以可以满足下一级DFF的recovery time和removal time，从而不会出现亚稳态

（2）异步复位，同步释放的优点

• 避免复位信号释放的时候造成亚稳态问题
• 只要复位信号一有效，电路就处于复位状态，与时钟沿无关
• 有效捕捉复位，即使是短脉冲复位也不会丢失
• 有明确的复位撤销行为。复位的撤离是同步信号，因此有良好的的撤离时序和足够的恢复时间
  
  

第一级FF的输入固定为“1”，第二级的FF用来消除解复位时可能带来的的亚稳态：

• 在resetn释放前，2个DFF的Q端都是0。

• 在resetn释放时，两个DFF的recovery/removal可能都出现不满足的情况，于是第1个DFF的Q会产生x值。

• 但对于第2个DFF来说，由于它的D/Q都是0，即使resetn会导致recovery/removal不满足，它的Q也依然是0，它的D端并不能马上就能看到第1个DFF的Q端产生的x值，而是会在下一个clk沿处才能看到这个x值。

• 很大概率在下一个clk沿处Q1会恢复稳定，一般不会出现亚稳态，若稳定后的值为1，则下一拍同步释放；若稳定后的值为0，则同步释放会延迟一拍，不会影响到后续电路