针对数字系统的设计，我们经常会遇到复位电路的设计，对初学者来说不知道同步复位与异步复位的区别与联系，本次笔记对这个问题简要的阐述下.

同步复位原理：同步复位只有在时钟沿到来时复位信号才起作用，则复位信号持续的时间应该超过一个时钟周期才能保证系统复位。

异步复位原理：异步复位只要有复位信号系统马上复位

两种方式各有优缺点

下面我们分别看下两种方式的区别

1.同步复位

always @ (posedge clk )//or negedge rst_n if (!rst_n) b<= 1'b0; else b <= a;

RTL:

2.异步复位

always @ (posedge clk or negedge rst_n )// if (!rst_n) b<= 1'b0; else b <= a;

RTL:

和异步复位相比，同步复位没有用上寄存器的CLR端口，综合出来的实际电路只是把复位信号rst_n作为了输入逻辑的使能信号。那么，这样的同步复位势必会额外增加FPGA内部的资源消耗。

同步复位的好在于它只在时钟信号clk的上升沿触发进行系统是否复位的判断，这降低了亚稳态出现的概率；它的不好上面也说了，在于它需要消耗更多的器件资源，这是我们不希望看到的。

那么我们可以想到能不能把两者结合起来,这样,既解决了同步复位的资源消耗问题，也解决了异步复位的亚稳态问题。

3.异步复位、同步释放

module syn_asyn_rst(clk, rst, a, b,c); input clk; input rst; input a; output reg b,c; reg rst_n; always @(posedge clk) rst_n <= rst; always @ (posedge clk or negedge rst_n )// if (!rst_n) b<= 1'b0; else b <= a; always @ (posedge clk or negedge rst_n )// if (!rst_n) c<= 1'b0; else c <= b; endmodule

RTL:

各自的优缺点：

1、总的来说，同步复位的优点大概有3条：
a、有利于仿真器的仿真。
b、可以使所设计的系统成为100%的同步时序电路，这便大大有利于时序分析，而且综合出来的fmax一般较高。
c、因为他只有在时钟有效电平到来时才有效，所以可以滤除高于时钟频率的毛刺。他的缺点也有不少，主要有以下几条：
a、复位信号的有效时长必须大于时钟周期，才能真正被系统识别并完成复位任务。同时还要考虑，诸如：clk skew,组合逻辑路径延时,复位延时等因素。
b、由于大多数的逻辑器件的目标库内的DFF都只有异步复位端口，所以，倘若采用同步复位的话，综合器就会在寄存器的数据输入端口插入组合逻辑，这样就会耗费较多的逻辑资源。

2、对于异步复位来说，他的优点也有三条，都是相对应的
a、大多数目标器件库的dff都有异步复位端口，因此采用异步复位可以节省资源。
b、设计相对简单。
c、异步复位信号识别方便，而且可以很方便的使用FPGA的全局复位端口GSR。
缺点：
a、在复位信号释放(release)的时候容易出现问题。具体就是说：倘若复位释放时恰恰在时钟有效沿附近，就很容易使寄存器输出出现亚稳态，从而导致亚稳态。
b、复位信号容易受到毛刺的影响。

所以说，一般都推荐使用异步复位，同步释放的方式，而且复位信号低电平有效。这样就可以两全其美了。