1. 將同步化后的復(fù)位當(dāng)作異步復(fù)位信號(hào)

/******FPGA探索者******/   
always @(posedge clk or posedge rst_async)
begin
    if(rst_async == 1'b1) begin
        rst_sync_reg1 <= 1'b1;
        rst_sync_reg2 <= 1'b1;
        rst_sync_reg3 <= 1'b1;
        rst_sync_reg4 <= 1'b1;
    end
    else begin
        rst_sync_reg1 <= 1'b0;
        rst_sync_reg2 <= rst_sync_reg1;
        rst_sync_reg3 <= rst_sync_reg2;
        rst_sync_reg4 <= rst_sync_reg3;
    end
end  


wire sys_rst;
assign sys_rst = rst_sync_reg4;


always @(posedge clk)
begin
    if(sys_rst == 1'b1) begin
        data_out_rst_async <= 1'b0;
    end
    else begin
        data_out_rst_async <= a & b & c & d;
    end
end

綜合并布局布線后的原理圖如圖所示，顯然，綜合后對(duì)sys_rst復(fù)位，將其作為異步復(fù)位綜合出 FDCE同步使能異步復(fù)位 （這里不考慮使能），和白皮書(shū)WP272給出的參考電路顯然不一致。

2. 將同步化后的復(fù)位當(dāng)作同步復(fù)位信號(hào)

/******FPGA探索者******/    
always @(posedge clk or posedge rst_async)
begin
    if(rst_async == 1'b1) begin
        rst_sync_reg1 <= 1'b1;
        rst_sync_reg2 <= 1'b1;
        rst_sync_reg3 <= 1'b1;
        rst_sync_reg4 <= 1'b1;
    end
    else begin
        rst_sync_reg1 <= 1'b0;
        rst_sync_reg2 <= rst_sync_reg1;
        rst_sync_reg3 <= rst_sync_reg2;
        rst_sync_reg4 <= rst_sync_reg3;
    end
end  


wire sys_rst;
assign sys_rst = rst_sync_reg4;


always @(posedge clk)
begin
    if(sys_rst == 1'b1) begin
        data_out_rst_async <= 1'b0;
    end
    else begin
        data_out_rst_async <= a & b & c & d;
    end
end

綜合并布局布線后的原理圖如圖所示，顯然，綜合后對(duì)sys_rst復(fù)位，將其作為同步復(fù)位綜合出 FDRE同步使能異步復(fù)位 （這里不考慮使能），和白皮書(shū)WP272給出的參考電路一致。

異步復(fù)位相比較同步復(fù)位，在Xilinx的FPGA中資源是一致的，異步復(fù)位的優(yōu)勢(shì)在于復(fù)位信號(hào)一來(lái)就能檢測(cè)到，不需要保持至少一個(gè)時(shí)鐘周期才能在時(shí)鐘邊沿檢測(cè)到， 通過(guò)仿真來(lái)驗(yàn)證上述電路是否能實(shí)現(xiàn)異步復(fù)位一來(lái)就能檢測(cè)到 。

三、仿真結(jié)果

設(shè)置時(shí)鐘50MHz，時(shí)鐘周期20ns，給一個(gè)持續(xù)時(shí)間3ns的異步復(fù)位信號(hào)，且持續(xù)時(shí)間均不出現(xiàn)在時(shí)鐘上升沿檢測(cè)期間，可以看到：

（1）rst_async異步復(fù)位一旦給出，用于同步的4個(gè)寄存器rst_sync_reg1~4立刻輸出高電平“1”，在下一個(gè)時(shí)鐘上升沿檢測(cè)到同步復(fù)位并將輸出data_out_rst_async復(fù)位；

（2）異步復(fù)位信號(hào)釋放后，經(jīng)過(guò)同步的sys_rst經(jīng)過(guò)一定周期后在時(shí)鐘邊沿同步釋放；

按照同樣的復(fù)位，將sys_rst看作異步復(fù)位，仿真結(jié)果如下，相比于上圖，區(qū)別在于異步復(fù)位信號(hào)rst_async一旦產(chǎn)生，輸出立刻復(fù)位，且同樣是同步釋放，好像這種處理才更符合異步復(fù)位、同步釋放。。。。。。

那么為什么Xilinx白皮書(shū)還是將sys_rst按照同步復(fù)位去做的呢？難道寫(xiě)錯(cuò)了？

綜合考慮可能有這樣的因素：

（1）當(dāng)作同步復(fù)位的差別只在于復(fù)位時(shí)間會(huì)稍晚一些，要在時(shí)鐘的下一個(gè)邊沿檢測(cè)到，但是還是能夠識(shí)別到輸入的rst_async異步復(fù)位信號(hào)，所以從復(fù)位角度來(lái)說(shuō)，都能夠后實(shí)現(xiàn)復(fù)位效果；

（2）根據(jù)Xilinx復(fù)位準(zhǔn)則，我們知道同步復(fù)位相比異步復(fù)位有很多好處，既然兩者對(duì)后級(jí)復(fù)位沒(méi)有功能上的差別，那么優(yōu)先選擇同步復(fù)位；

經(jīng)過(guò)異步復(fù)位同步釋放處理后，相比于純粹的異步復(fù)位，降低了異步復(fù)位信號(hào)釋放導(dǎo)致亞穩(wěn)態(tài)的可能性；相比同步復(fù)位，能夠識(shí)別到同步復(fù)位中檢測(cè)不到的復(fù)位信號(hào)（如上圖所示的rst_async在同步復(fù)位是檢測(cè)不到的）；綜合兩者的優(yōu)勢(shì)，異步復(fù)位同步釋放。

四、Altera復(fù)位

Altera還是把這個(gè)同步后的復(fù)位當(dāng)作異步復(fù)位來(lái)用的，且推薦低電平復(fù)位。

從上面的分析來(lái)看，這里當(dāng)作異步復(fù)位還是同步復(fù)位對(duì)于復(fù)位結(jié)果本身沒(méi)有太大的影響，區(qū)別在于 Xilinx是推薦同步復(fù)位來(lái)節(jié)省資源 （比如DSP48E或BRAM，異步復(fù)位比同步復(fù)位耗資源），而Altera的FPGA中帶異步復(fù)位的觸發(fā)器，想要同步復(fù)位需要消耗更多的資源。