隨著數字化設計和SoC的日益復雜,復位架構也變得非常復雜。在實施如此復雜的架構時,設計人員往往會犯一些低級錯誤,這些錯誤可能會導致亞穩態、干擾或其他系統功能故障。本文討論了一些復位設計的基本的結構性問題。在每個問題的最后,都提出了一些解決方案。
復位域交叉問題
1. 問題
在一個連續設計中,如果源寄存器的異步復位不同于目標寄存器的復位,并且在起點寄存器的復位斷言過程中目標寄存器的數據輸入發生異步變化,那么該路徑將被視為異步路徑,盡管源寄存器和目標寄存器都位于同一個時鐘域,在源寄存器的復位斷言過程中可能導致目標寄存器出現亞穩態。這被稱為復位域交叉,其中,啟動和捕捉觸發的復位是不同的。
在這種情況下,C寄存器和A寄存器的起點異步復位斷言是不同的。在C寄存器復位斷言過程中而A觸發器沒有復位,如果A寄存器的輸入端有一些有效數據交易,那么C寄存器的起點異步復位斷言引起的異步變更可能導致目標A寄存器發生時序違規,從而可能產生亞穩態。
圖1:復位域交叉問題
在上面的時序圖中,當有一些有效數據交易通過C1進行時,rst_c_b獲得斷言,導致C1發生異步改變,w.r.t clk從而使QC1進入亞穩態,這可能導致設計發生功能故障。
2. 解決方案
* 使用異步復位、不可復位觸發器或D1觸發器POR。
* 如果復位源rst_c_b是同步的,那么則認為來自C_CLR --> Q的用于從rst_c_b_reg -->C_CLR-->C_Q1-->C1-->A_D進行設置保持檢查的時序弧能夠避免設計亞穩態。然而,通常在默認情況下,C_CLR-->Q時序弧在庫中不啟用,需要在定時分析過程中明確啟用。
* 在目的地(A)使用雙觸發器同步器,以避免設計中發生亞穩態傳播。然而,設計人員應確保安裝兩個觸發器引入的延遲不會影響預期功能。