[转帖]FPGA设计中的复位设计-面包板社区

几乎每个FPGA设计都离不开复位，但很多工程师都没有真正关心过复位的设计。当你遇到一些奇怪的问题，也许就是由复位不当引起的。

对于同步单元，可以选择同步复位、异步复位或者不复位。有些人对不复位存有疑问，在ASIC设计中也许不行，但在FPGA设计中这个真的可以有。

一、能不用复位的就别用了。

reset，作为一个实际存在的物理信号，需要占用FPGA内部的route资源，往往reset的fanout又多得吓人。这就很容易造成route难度上升，性能下降，编译时间增加。因此，在FPGA设计中能省略的复位应尽量省略。

举几个我经常省略复位的地方，但不是绝对适用：

1.分频用的计数器

除非需要控制初始相位，否则分频用的计数器往往都是自由运行的，只要每个时钟加1就好。

2.移位寄存器

为了使pipeline配合正确，设计中经常会存在移位寄存器。这种情况下，你只要复位第一级寄存器，然后保持若干个周期，移位寄存器就被彻底复位了，而不用为每个bit都添加复位。移位寄存器不使用复位的又一个好处是可以利用SRL。

3.moore型状态机输出

对于那些moore型状态机的输出，你只要复位了状态机，下一个周期就会被复位。

不用复位可能会引起的一个问题是仿真时出现一堆的X。这个问题可以通过在HDL文件中为寄存器赋初值解决。

二、同步复位和异步复位

异步复位的优点：

输入时钟突然消失，为了防止逻辑混乱导致错误，那么就用异步复位吧，可以把PLL的lock信号当做异步复位。

异步复位的缺点：

无法进行时序分析，可能因为skew的问题造成逻辑错误。比如state[3:0]是一个状态机信号，由于异步复位的skew，可能造成state[3]比state[2]多复位了一个时钟周期。
毛刺会造成复位

有时上电可以工作，有时上电不能工作，看看是不是复位的问题。

同步复位的优点：

同步复位的缺点：

总体来讲，在拿不准的情况下，用同步复位会更为可靠一些。同步复位要先将复位信号同步到该时钟域——打几拍时钟就可以了。

三、复位信号的选择

复位信号可能有多种源可供选择，常见的有外部的复位信号（例如复位电路产生的信号，push button， cpu的gpio等等），PLL的lock信号，内部逻辑产生的复位信号等等。

对于一般的逻辑，一起复位是没有问题的，但有时几个模块的复位最好有先后次序。

1.级联的锁相环

可以将第一级锁相环的lock信号经过几个时钟的延时，作为第二级锁相环的复位。

2.IODELAY和IDELAYCTRL

可以用IDELAYCTRL的rdy信号去复位IODELAY

3.GTP/GTX

这里面有一堆的复位，懒的专门去查一下资料了，回头有空再补吧。

四、总结

复位是容易被忽略的部分，但很重要，起始状态都不对电路还跑个屁啊。在给每个寄存器写复位的时候要想一下，不要想当然的加上if(!rstn)...否则最后发现设计工作不稳定，查原因可是很难的。

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