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操作系统：WIN10 64bit
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1概述
本小节讲解Verilog语法的复位设计，需要掌握复位电路的同步复位、异步复位、异步复位同步化和异步复位同步释放。
2复位电路简介
为确保系统上电后有一个明确、稳定的初始状态，或系统运行状态紊乱时可以恢复到正常的初始状态，数字系统设计中一定要有复位电路模块。复位电路异常可能会导致整个系统的功能异常，所以在一定程度上，复位电路的重要性也不亚于时钟电路。
复位电路可分类为同步复位、异步复位、异步复位同步化和异步复位同步释放。
2.1 同步复位
同步复位是指复位信号在时钟有效边沿到来时有效。如果没有时钟，无论复位信号怎样变化，电路也不执行复位操作。
同步复位的代码描述如下：
module sync_reset( input rst_n, input clk, input din, output reg dout );
always @(posedge clk) //敏感列表只有时钟，没有时钟，复位也不会被执行 begin if(!rst_n) //该复位为clk时钟的同步时钟复位信号 dout <= 1'b0 ; else dout <= din ; end
endmodule |
同步复位的优点：信号间是同步的，能滤除复位信号中的毛刺，有利于时序分析。
同步复位的缺点：复位信号的宽度必须大于一个时钟周期，否则可能会漏掉复位信号。
2.2 异步复位
异步复位是指无论时钟到来与否，只要复位信号有效，电路就会执行复位操作。
异步复位的代码描述如下：
module async_reset( input rst_n, input clk, input din, output reg dout );
always @(posedge clk or negedge rst_n) //敏感列表有时钟和复位，两者都能触发下列执行语句 begin if(!rstn) //该复位可以为异步复位，同样符合敏感列表negedge rst_n要求，进行复位 dout <= 1'b0 ; else dout <= din ; end
endmodule |
异步复位的优点：异步复位信号不经过处理直接引用，设计相对简单，信号识别快速方便。
异步复位的缺点：复位信号与时钟信号无确定的时序关系，异步复位很容易引起时序上 removal 和 recovery 的不满足。且异步复位容易受到毛刺的干扰，产生意外的复位操作。
2.3 异步复位同步化
异步复位同步化是指先将复位信号进行同步化操作，同步后进行异步复位操作。例：
module async_reset_sync( input rst_n, input clk, input din, output reg dout );
reg rst_n_f1, rst_n_f2; always@(posedge clk ) begin if (!rst_n) begin rst_n_f1 <= 1'b0; rst_n_f2 <= 1'b0; end else begin rst_n_f1 <= rst_n; //使用同步时钟对异步复位进行采集 rst_n_f2 <= rst_n_f1; //此时的rst_n_f2 为rst_n的通过同步时钟采集的信号，既满足复位的要求，又满足同步时钟 end end
always@(posedge clk or negedge rst_n_f2) //此处虽然依然为异步复位写法，但是rst_n_f2是同步时钟采集到的复位，已同步化 begin if (!rst_n_f2) dout <= 1'b0; else dout <= din; end
endmodule |
2.4异步复位同步释放
大多数数字系统设计时都会使用异步复位电路。为消除异步复位的缺点，复位电路往往会采用异步复位同步释放的设计方法。即复位信号到来时不受时钟信号的同步，复位信号释放时需要进行时钟信号的同步。
异步复位同步释放的代码描述如下：
module async_reset_sync_release( input rst_n, input clk, input din, output reg dout );
reg rst_n_f1, rst_n_f2; always@(posedge clk or negedge rst_n) begin if (!rst_n) begin rst_n_f1 <= 1'b0; //异步复位到来时，也是同样采用低电平 rst_n_f2 <= 1'b0; //异步复位到来时，也是同样采用低电平 end else begin rst_n_f1 <= 1'b1; //异步复位结束时，由同步时钟进行一定的延时，产生两拍的延时信号 rst_n_f2 <= rst_n_f1; //既满足异步时钟的产生要求，又可以延长异步时钟，让他满足一定的时钟周期再结束 end end
always@(posedge clk or negedge rst_n_f2) begin if (!rst_n_f2) dout <= 1'b0; else dout <= din; end
endmodule |