FPGA基础之异步复位和同步释放电路的详细解释

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假设rst_async_n撤除时发生在clk上升沿,如果如下电路则可能发生亚稳态事件。

如图第一个方框内是异步复位和同步释放电路。有两个D触发器构成。第一级D触发器的输入时VCC,第二级触发器输出是可以异步复位,同步释放后的复位信号。

电路目的:方式复位信号撤除时产生亚稳态事件。

所谓异步复位和同步释放,是指复位信号是异步有效的,即复位的发生与clk无关。后半句“同步释放”是指复位信号的撤除(释放)则与clk相关,即同步的。

下面说明一下如何实现异步复位和同步释放的。

异步复位:显而易见,rst_async_n异步复位后,rst_sync_n将拉低,即实现异步复位。

同步释放:这个是关键,看如何实现同步释放,即当复位信号rst_async_n撤除时,由于双缓冲电路的作用,rst_sync_n复位信号不会随着rst_async_n的撤除而撤除。

第二级的触发器的输入之前是低电平,所以复位撤除时,不存在亚稳态的问题,他不用考虑是该高电平还是低电平,因为一直为低电平,但是第一级触发器,复位撤除之前输出是低电平,撤除之后因为输入是高电平,这时候输出有可能是低电平,也可能是高电平,就有亚稳态的问题了,但是经过一个时钟周期就稳定了。

假设rst_async_n撤除时发生在clk上升沿,如果不加此电路则可能发生亚稳态事件。但是加上此电路以后,假设第一级D触发器clk上升沿时rst_async_n正好撤除,则D触发器1可能输出高电平“1”,也可能输出亚稳态,也可能输出低电平,但此时第二级触发器不会立刻更新输出,第二级触发器输出值为前一级触发器次clk来之前时的第一级触发器Q1的输出状态。显然Q1之前为低电平,顾第二级触发器输出保持复位低电平,直到下一个clk来之后,才随着变为高电平。即同步释放。

 
  1. module ex1 (

  2. output rst_sync_n,

  3. input clk, rst_async_n);

  4.  
  5.  
  6. reg rst_s1, rst_s2;

  7. always @ (posedge clk, posedge rst_async_n)

  8. if (rst_async_n) begin

  9. rst_s1 <= 1'b0;

  10. rst_s2 <= 1'b0;

  11. end

  12. else begin

  13. rst_s1 <= 1'b1;

  14. rst_s2 <= rst_s1;

  15. end

  16.  
  17. assign rst_sync_n = rst_s2;

  18. endmodule

对于实际的实现TECH MAP视图

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