同步復(fù)位與異步復(fù)位的區(qū)別

問(wèn)題：

請(qǐng)簡(jiǎn)述同步復(fù)位與異步復(fù)位的區(qū)別，說(shuō)明兩種復(fù)位方式的優(yōu)缺點(diǎn)，并解釋“異步復(fù)位，同步釋放”。

簡(jiǎn)答：

1. 同步復(fù)位與異步復(fù)位的區(qū)別

同步復(fù)位是指在時(shí)鐘沿變化時(shí)，復(fù)位信號(hào)滿足復(fù)位條件，系統(tǒng)將完成復(fù)位動(dòng)作；異步復(fù)位時(shí)鐘復(fù)位信號(hào)不依賴與時(shí)鐘，只要滿足復(fù)位條件，系統(tǒng)就完成復(fù)位動(dòng)作。

2. 同步復(fù)位的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：

有利于基于周期的仿真工具的仿真；

有利于靜態(tài)時(shí)序分析工具的分析，可以綜合出較高的工作頻率；

抗干擾能力高，可以剔除復(fù)位信號(hào)中高于時(shí)鐘頻率的毛刺；

缺點(diǎn)：

復(fù)位依賴于時(shí)鐘信號(hào)，當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)將無(wú)法正常復(fù)位；

占用更多內(nèi)部邏輯資源，邏輯門(mén)時(shí)延較高：由于多數(shù)邏輯器件的目標(biāo)庫(kù)內(nèi)的D觸發(fā)器只有異步復(fù)位端口，所以綜合器在綜合同步復(fù)位時(shí)將在寄存器的輸入端口插入組合邏輯；

復(fù)位信號(hào)的有效脈沖寬度必須大于時(shí)鐘周期：由于線路的時(shí)鐘延時(shí)和路徑延時(shí)，所以需要多個(gè)時(shí)鐘周期的復(fù)位脈沖寬度，并且不能保證復(fù)位信號(hào)到達(dá)各個(gè)寄存器的時(shí)序。

3. 異步復(fù)位的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：

復(fù)位信號(hào)不依賴于時(shí)鐘信號(hào)，電路在任何情況下都能實(shí)現(xiàn)復(fù)位；

節(jié)約內(nèi)部邏輯資源，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單：由于多數(shù)邏輯器件的目標(biāo)庫(kù)內(nèi)的D觸發(fā)器都有異步復(fù)位端口，所以復(fù)位端口不需要設(shè)計(jì)額外的邏輯資源。

缺點(diǎn)：

復(fù)位信號(hào)對(duì)電路內(nèi)的毛刺敏感，容易受到外界的干擾，出現(xiàn)頻繁復(fù)位現(xiàn)象；

復(fù)位信號(hào)異步釋放的隨機(jī)性可能導(dǎo)致時(shí)序違規(guī)，當(dāng)復(fù)位信號(hào)釋放在時(shí)鐘有效沿附近時(shí)，觸發(fā)器輸出可能處于亞穩(wěn)態(tài)，導(dǎo)致復(fù)位操作失?。?/p>

不利于靜態(tài)時(shí)序分析工具的分析，如果復(fù)位信號(hào)不是直接來(lái)自于 I/O 引腳，在 DFT (Design For Test)掃描和測(cè)試時(shí)，復(fù)位信號(hào)必須被禁止，因此需要添加額外的同步電路。

4. 異步復(fù)位 同步釋放

復(fù)位設(shè)計(jì)通常采用“異步復(fù)位，同步釋放”的方式：復(fù)位信號(hào)的到來(lái)與時(shí)鐘信號(hào)無(wú)關(guān)，保證復(fù)位信號(hào)采集的可靠性；復(fù)位信號(hào)的釋放發(fā)生于下一個(gè)時(shí)鐘周期，有效防止復(fù)位信號(hào)釋放時(shí)可能產(chǎn)生的亞穩(wěn)態(tài)。

審核編輯：湯梓紅