← 问题记录——李锐博恩

推荐答案 测试一下

同步复位和异步复位?异步复位同步释放?以4bit为例的DFF画出,电路图

同步复位和异步复位?
编程题 中等 笔试真题

参考答案

同步复位:复位信号仅在时钟有效沿到达时被采样并作用于触发器,电路实现上复位信号与时钟同步,通常通过组合逻辑将复位信号与数据输入一起送到D端。优点是抗干扰能力强,有利于静态时序分析;缺点是复位信号需要满足建立/保持时间,且复位动作必须等待时钟沿。异步复位:复位信号直接连接到触发器的异步复位端(通常低电平有效,如CLR#),不依赖时钟,立即清零或置位。优点是复位反应快,不受时钟限制;缺点是复位释放时如果发生在时钟有效沿附近,可能产生亚稳态,导致复位失败或输出不确定。异步复位同步释放:在异步复位信号释放时,将其通过两级触发器同步(用同一时钟采样),再作为异步复位信号分布到各个触发器。这样既保留了异步复位快速响应的优点,又避免了复位释放时的亚稳态问题。具体电路:以4位D触发器为例,输入clk、rst_n(异步低电平复位)、D[3:0],输出Q[3:0]。首先将rst_n接入两级同步器:第一级D触发器(信号r1,D接VDD,时钟clk,异步复位接rst_n?注意:这里rst_n本身作为复位,但同步器本身也需要复位?通常同步器也使用相同的异步复位,但为了同步释放,同步器的复位端直接连接原始的rst_n,这样在复位有效时同步器输出立即归零;释放时,后级同步器输出延迟两个时钟沿。更常见的实现:原始rst_n进入两级触发器,第一级触发器rst_n作为复位,第二级触发器的复位也接rst_n?这样在rst_n释放后,第二级输出需等两个时钟才变高。然后把第二级触发器的输出作为全局异步复位信号rst_sync_n,连接到4个DFF的异步复位端。数据路径:每个DFF的D连接对应输入位,时钟连接clk,异步复位连接rst_sync_n。图中应包含:clk生成时钟网络;四个并排的D触发器,标出D、Q、clk、rst;两级同步器(两个首尾相连的D触发器,时钟同为clk,第一级输入接VDD,输出接第二级D,第二级输出Q作为rst_sync_n;两个触发器的异步复位端均接原始rst_n)。易错点:将同步复位与异步复位的接线混淆;忽略同步释放电路中的复位连接;未标注信号名与极性;认为异步复位可以直接用于同步设计而忽视亚稳态。

涉及知识点

  • 同步复位与异步复位概念区别
  • 异步复位释放时的亚稳态产生机理
  • 异步复位同步释放电路结构
  • 两级同步器消除亚稳态原理
  • 4位DFF阵列的时序电路画法
← 上一题
登录后反馈错题
下一题 →