数字系统全局信号的处理-复位篇

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1、数字系统中全局信号的处理复位篇2014年8月钟杨源Contents1.复位的种类2.复位方式3.跨时钟域复位4.复位的稳定性5.复位的特殊情况6.复位的综合与布线7.复位管理模块设计实例CompanyLogo数字系统中复位的重要性1.初始化电路工作状态2.在出错时重置电路3.控制模块的启动顺序4.进入系统的某些特殊模式CompanyLogo复位源按复位的触发机制可分为冷复位与热复位冷复位主要与电源电压变化有关如上电复位，欠压复位热复位主要与逻辑电路判别产生如看门狗复位，外部复位，软件复位CompanyLogo复位目标调试端口

2、CPU各类外设内部逻辑CompanyLogoContents1.复位的种类2.复位方式3.跨时钟域复位4.复位的稳定性5.复位的特殊情况6.复位的综合与布线7.复位管理模块设计实例CompanyLogo2.复位方式同步复位同步复位是指复位信号仅在时钟信号的有效沿对触发器进行复位。此时复位信号可以看作是产生触发器输入端输入信号的一部分异步复位使用带复位功能触发器的复位引脚进行复位的电路CompanyLogo两种复位方式的对比同步复位sync异步复位async复位信号只有在时钟上升沿到来时才能无论时钟沿是否到来，只要复位信号有效，

3、就特点有效。进行复位。always@(posedgeCLK)always@(posedgeCLK,negedgeRst_n)Verilog描述1）利于基于周期的仿真。1）复位操作可以不依赖于时钟。2）因为只有在时钟有效电平到来时才2）将复位网络与逻辑电路分离，方便单独进有效，所以可以滤除毛刺。行优化优点3）可以使所设计的系统成为100%的同3）使用异步复位的模块可重用性较好步时序电路，有利于时序分析。4）综合得到的触发器面积较小1）复位信号的有效时长必须大于时钟1）容易受到毛刺的影响。周期，才能真正被系统识别并完成复2）若复位释放刚好在时钟有效沿附近时

4、，位任务。同时还要考虑，诸如：clk很容易使寄存器输出出现亚稳态。skew,组合逻辑路径延时,复位延时等3）DFT较麻烦因素。缺点2）FPGA中的DFF都只有异步复位端口，会额外浪费一些资源ASIC小芯片可以使用同步复位，总结FPGA使用异步复位，同步释放的方式，而且复位信号低电平有效。Clifford：asynchronousresetsareevil（恶魔）ofcircuit!1,复位驱动在DFT扫描中必须禁止2.给STA造成困难3.异步释放问题4.复位源的毛刺CompanyLogo复位方式的争论观点一：严格执行同步复位是最稳妥的方案同步复位在

5、小型设计中是绝对的最佳选择原因：1.稳定性最好；2.面积小；3.缩短设计流程观点二：异步复位的优点(也即是同步复位的缺点)复位网络与逻辑电路彻底分离复位可以摆脱对时钟的依赖CompanyLogoContents1.复位的种类2.复位方式3.跨时钟域复位4.复位的稳定性5.复位的特殊情况6.复位的综合与布线7.复位管理模块设计实例CompanyLogo一个复位信号要对数字系统进行复位时，需要先将其与时钟进行同步化CompanyLogo异步复位同步方式一：边沿采样异步复位同步方式二：同步释放同步复位电路解决方案CompanyLogo异

6、步复位电路解决方案CompanyLogoContents1.复位的种类2.复位方式3.跨时钟域复位4.复位的稳定性5.复位的特殊情况6.复位的综合与布线7.复位管理模块设计实例CompanyLogo复位的稳定性指标抗干扰，防抖，延时1.要关注复位启动顺序2.高电平与低电平复位低电平的优点（1）不易受干扰（2）低电平驱动能力较强如果要确保复位期间尽量可靠，应选择低电平复位如果要确保工作时复位稳定不受干扰，可选择高电平复位CompanyLogoContents1.复位的种类2.复位方式3.跨时钟域复位4.复位的稳定性5.复

7、位的妙用6.复位的综合与布线7.复位管理模块设计实例CompanyLogoContents1.复位的种类2.复位方式3.跨时钟域复位4.复位的稳定性5.复位的特殊情况6.复位的综合与布线7.复位管理模块设计实例CompanyLogoContents1.复位的种类2.复位方式3.跨时钟域复位4.复位的稳定性5.复位的特殊情况6.复位的综合与布线7.复位管理模块设计实例CompanyLogo实例1：STM32F2芯片的复位管理模块设计CompanyLogoSTM32F2芯片的复位管理模块设计STM32F10xxx支持三种复

8、位形式，分别为系统复位、电源复位和备份区域复位。1、系统复位系统复位将所有寄存器设置成复位值