復(fù)位的目的

復(fù)位信號(hào)在數(shù)字電路里面的重要性僅次于時(shí)鐘信號(hào)。對(duì)一個(gè)芯片來說，復(fù)位的主要目的是使芯片電路進(jìn)入一個(gè)已知的，確定的狀態(tài)。主要是觸發(fā)器進(jìn)入確定的狀態(tài)。在一般情況下，芯片中的每個(gè)觸發(fā)器都應(yīng)該是可復(fù)位的。

異步復(fù)位D觸發(fā)器

如圖1，將邊沿觸發(fā)的D觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)稍作改變，可以得到異步復(fù)位和異步置位的D觸發(fā)器；所謂置位就是不需要通過時(shí)鐘電平變化直接將D觸發(fā)器的鎖存值改變；所謂復(fù)位就是不需要通過時(shí)鐘電平變化，直接將觸發(fā)器鎖存值置0。為了實(shí)現(xiàn)異步復(fù)位和置位功能，需要引入SD和RD信號(hào)。因?yàn)镾D和RD是以高電平作為置1和置0輸入信號(hào)的，所以必須把D觸發(fā)器的4個(gè)反相器變成或非門。其中，SD和RD端的內(nèi)部連線以虛線示出。

圖1異步復(fù)位的D觸發(fā)器

對(duì)于該異步復(fù)位D觸發(fā)器的功能探討如下：在非置位或非復(fù)位時(shí)，SD=RD=0，此時(shí)該異步復(fù)位D觸發(fā)器具有和普通的D觸發(fā)器一樣的功能，鎖存狀態(tài)只和輸出信號(hào)D以及時(shí)鐘電平相關(guān)。在SD或RD=1時(shí)，該異步復(fù)位D觸發(fā)器可以迅速置位和復(fù)位，SD=1，RD=0時(shí)，可以迅速置位為1；SD=0，RD=1時(shí)，可以迅速復(fù)位為0。

recovery time和removal time

recovery time即恢復(fù)時(shí)間，撤銷復(fù)位時(shí)，恢復(fù)到非復(fù)位狀態(tài)的電平必須在時(shí)鐘有效沿來臨之前的一段時(shí)間到來，才能保證時(shí)鐘能有效恢復(fù)到非復(fù)位狀態(tài)，此段時(shí)間為recovery time。類似于同步時(shí)鐘的setup time。這個(gè)針對(duì)是本周期的RD的“恢復(fù)到非復(fù)位狀態(tài)的電平”。

removal time 即去除時(shí)間，撤銷復(fù)位時(shí)，在時(shí)鐘有效沿來臨之后復(fù)位信號(hào)還需要保持的時(shí)間為去除時(shí)間removal time(去除時(shí)間)。類似同步時(shí)鐘hold time。這個(gè)針對(duì)是下個(gè)周期的RD的“新的復(fù)位狀態(tài)的電平”。

如上文所討論，復(fù)位時(shí)SD=0，RD=1時(shí)，觸發(fā)器輸出態(tài)為0；那么撤銷復(fù)位時(shí)SD=0保持不變，RD會(huì)經(jīng)歷一個(gè)從1變?yōu)?的下降沿，并保持為0。

圖2恢復(fù)時(shí)間和去除時(shí)間示意圖

圖2中是RD=0時(shí)是復(fù)位狀態(tài)，不過用來說明恢復(fù)時(shí)間和去除時(shí)間的含義，效果是一樣的。

Reset信號(hào)怎么產(chǎn)生的

這個(gè)真沒研究過。Reset不就是0和1嗎？design中怎么可以提供的穩(wěn)定的0和1？那就是TIE High cell （Tie 1）和TIE Low cell（Tie 0）。

圖3某reset信號(hào)產(chǎn)生電路示意圖

如圖3所示，是我畫的一個(gè)reset信號(hào)產(chǎn)生電路，沒有官方來源，僅供參考。

為什么reset信號(hào)要通過reg接出去？因?yàn)閞eset信號(hào)和下一級(jí)的異步reset信號(hào)之間存在timing check，reg2reg就是同步電路的timing check。

為什么用兩個(gè)reg打拍，一個(gè)不行嗎？因?yàn)閞eg去采集TIE high或TIE low的信號(hào)時(shí)，是有一個(gè)時(shí)間將窗的（時(shí)鐘上升沿附近的Tsetup+Thold區(qū)間），那么相對(duì)來說reg本身采集到的glitch態(tài)（亞穩(wěn)態(tài)）幾率很小；如果用兩個(gè)reg去采，采集到glitch態(tài)的幾率更小。

為什么TIE high和TIE low采集的信號(hào)會(huì)有g(shù)litch？影響因素太多了：環(huán)境溫度的突變、附近pg網(wǎng)絡(luò)的瞬時(shí)變化（例如附近的cell突然翻轉(zhuǎn)，crosstalk的影響等）、供電電源的電壓突變等等。

審核編輯：湯梓紅