問題：

請簡述同步復(fù)位與異步復(fù)位的區(qū)別，說明兩種復(fù)位方式的優(yōu)缺點，并解釋“異步復(fù)位，同步釋放”。

簡答：

1. 同步復(fù)位與異步復(fù)位的區(qū)別

同步復(fù)位是指在時鐘沿變化時，復(fù)位信號滿足復(fù)位條件，系統(tǒng)將完成復(fù)位動作；異步復(fù)位時鐘復(fù)位信號不依賴與時鐘，只要滿足復(fù)位條件，系統(tǒng)就完成復(fù)位動作。

2. 同步復(fù)位的優(yōu)缺點

優(yōu)點：

有利于基于周期的仿真工具的仿真；

有利于靜態(tài)時序分析工具的分析，可以綜合出較高的工作頻率；

抗干擾能力高，可以剔除復(fù)位信號中高于時鐘頻率的毛刺；

缺點：

復(fù)位依賴于時鐘信號，當(dāng)時鐘信號出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)將無法正常復(fù)位；

占用更多內(nèi)部邏輯資源，邏輯門時延較高：由于多數(shù)邏輯器件的目標(biāo)庫內(nèi)的D觸發(fā)器只有異步復(fù)位端口，所以綜合器在綜合同步復(fù)位時將在寄存器的輸入端口插入組合邏輯；

復(fù)位信號的有效脈沖寬度必須大于時鐘周期：由于線路的時鐘延時和路徑延時，所以需要多個時鐘周期的復(fù)位脈沖寬度，并且不能保證復(fù)位信號到達各個寄存器的時序。

3. 異步復(fù)位的優(yōu)缺點

優(yōu)點：

復(fù)位信號不依賴于時鐘信號，電路在任何情況下都能實現(xiàn)復(fù)位；

節(jié)約內(nèi)部邏輯資源，設(shè)計實現(xiàn)簡單：由于多數(shù)邏輯器件的目標(biāo)庫內(nèi)的D觸發(fā)器都有異步復(fù)位端口，所以復(fù)位端口不需要設(shè)計額外的邏輯資源。

缺點：

復(fù)位信號對電路內(nèi)的毛刺敏感，容易受到外界的干擾，出現(xiàn)頻繁復(fù)位現(xiàn)象；

復(fù)位信號異步釋放的隨機性可能導(dǎo)致時序違規(guī)，當(dāng)復(fù)位信號釋放在時鐘有效沿附近時，觸發(fā)器輸出可能處于亞穩(wěn)態(tài)，導(dǎo)致復(fù)位操作失敗；

不利于靜態(tài)時序分析工具的分析，如果復(fù)位信號不是直接來自于 I/O 引腳，在 DFT (Design For Test)掃描和測試時，復(fù)位信號必須被禁止，因此需要添加額外的同步電路。

4. 異步復(fù)位 同步釋放

復(fù)位設(shè)計通常采用“異步復(fù)位，同步釋放”的方式：復(fù)位信號的到來與時鐘信號無關(guān)，保證復(fù)位信號采集的可靠性；復(fù)位信號的釋放發(fā)生于下一個時鐘周期，有效防止復(fù)位信號釋放時可能產(chǎn)生的亞穩(wěn)態(tài)。

審核編輯：湯梓紅