針對數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計，我們經(jīng)常會遇到復(fù)位電路的設(shè)計，對初學(xué)者來說不知道同步復(fù)位與異步復(fù)位的區(qū)別與聯(lián)系，今天我對這個問題簡要的闡述下。

? ? ? ? 同步復(fù)位與異步復(fù)位原理

　　同步復(fù)位原理：同步復(fù)位只有在時鐘沿到來時復(fù)位信號才起作用，則復(fù)位信號持續(xù)的時間應(yīng)該超過一個時鐘周期才能保證系統(tǒng)復(fù)位。

　　異步復(fù)位原理：異步復(fù)位只要有復(fù)位信號系統(tǒng)馬上復(fù)位，因此異步復(fù)位抗干擾能力差，有些噪聲也能使系統(tǒng)復(fù)位，因此有時候顯得不夠穩(wěn)定，要想設(shè)計一個好的復(fù)位最好使用異步復(fù)位同步釋放。

　　同步復(fù)位與異步復(fù)位的區(qū)別主要看是否有時鐘信號參與。異步復(fù)位不需要時鐘參與，一旦信號有效立即執(zhí)行復(fù)位操作；同步信號需要時鐘參與，只有有效的時鐘信號出現(xiàn)，復(fù)位信號才有效。

　　一、同步復(fù)位與異步復(fù)位的特點：

　　同步復(fù)位：顧名思義，同步復(fù)位就是指復(fù)位信號只有在時鐘上升沿到來時，才能有效。否則，無法完成對系統(tǒng)的復(fù)位工作。用Verilog描述如下：

　　always @ （posedge clk） begin

　　if （！Rst_n）

　　。。。

　　end

　　異步復(fù)位：它是指無論時鐘沿是否到來，只要復(fù)位信號有效，就對系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位。用Verilog描述如下：

　　always @ （posedge clk or negedge Rst_n） begin

　　if （！Rst_n）

　　?

　　。。。

　　end

　　二、同步復(fù)位和異步復(fù)位的優(yōu)缺點分析：

　　1、總的來說，同步復(fù)位的優(yōu)點大概有3條：

　　a、有利于仿真器的仿真。

　　b、可以使所設(shè)計的系統(tǒng)成為100%的同步時序電路，這便大大有利于時序分析，而且綜合出來的fmax一般較高。

　　c、因為他只有在時鐘有效電平到來時才有效，所以可以濾除高于時鐘頻率的毛刺。他的缺點也有不少，主要有以下幾條：

　　a、復(fù)位信號的有效時長必須大于時鐘周期，才能真正被系統(tǒng)識別并完成復(fù)位任務(wù)。同時還要考慮，諸如：clk skew，組合邏輯路徑延時，復(fù)位延時等因素。

　　b、由于大多數(shù)的邏輯器件的目標(biāo)庫內(nèi)的DFF都只有異步復(fù)位端口，所以，倘若采用同步復(fù)位的話，綜合器就會在寄存器的數(shù)據(jù)輸入端口插入組合邏輯，這樣就會耗費較多的邏輯資源。

　　2、對于異步復(fù)位來說，他的優(yōu)點也有三條，都是相對應(yīng)的

　　a、大多數(shù)目標(biāo)器件庫的dff都有異步復(fù)位端口，因此采用異步復(fù)位可以節(jié)省資源。

　　b、設(shè)計相對簡單。

　　c、異步復(fù)位信號識別方便，而且可以很方便的使用FPGA的全局復(fù)位端口GSR。

　　缺點：

　　a、在復(fù)位信號釋放（release）的時候容易出現(xiàn)問題。具體就是說：倘若復(fù)位釋放時恰恰在時鐘有效沿附近，就很容易使寄存器輸出出現(xiàn)亞穩(wěn)態(tài)，從而導(dǎo)致亞穩(wěn)態(tài)。

　　b、復(fù)位信號容易受到毛刺的影響。