1、定義

　　復(fù)位信號(hào)是一個(gè)脈沖信號(hào)，它會(huì)使設(shè)計(jì)的電路進(jìn)入設(shè)定的初始化狀態(tài)，一般它作用于寄存器，使寄存器初始化為設(shè)定值；其脈沖有效時(shí)間長(zhǎng)度必須大于信號(hào)到達(dá)寄存器的時(shí)延，這樣才有可能保證復(fù)位的可靠性。

　　下面將討論FPGA/CPLD的復(fù)位電路設(shè)計(jì)。

　　2、分類及不同復(fù)位設(shè)計(jì)的影響

　　根據(jù)電路設(shè)計(jì)，復(fù)位可分為異步復(fù)位和同步復(fù)位。

　　對(duì)于異步復(fù)位，電路對(duì)復(fù)位信號(hào)是電平敏感的，如果復(fù)位信號(hào)受到干擾，如出現(xiàn)短暫的脈沖跳變，電路就會(huì)部分或全部被恢復(fù)為初始狀態(tài)，這是我們不愿看到的。因此，異步復(fù)位信號(hào)是一個(gè)關(guān)鍵信號(hào)，在電路設(shè)計(jì)時(shí)，如PCB Layout需要對(duì)其優(yōu)先考慮和作特別保護(hù)，避免信號(hào)線出現(xiàn)的干擾產(chǎn)生非期望的復(fù)位。

　　對(duì)于同步復(fù)位，電路在時(shí)鐘信號(hào)下對(duì)復(fù)位信號(hào)進(jìn)行采樣，復(fù)位信號(hào)只在時(shí)鐘的跳變沿（邊沿）有效；如果復(fù)位信號(hào)受到干擾，只要該干擾脈沖不出現(xiàn)在時(shí)鐘的跳變沿，或者脈沖能量不足以使時(shí)鐘采樣到有效的信號(hào)，電路就不會(huì)被異常復(fù)位，這樣可有效降低信號(hào)線上出現(xiàn)毛刺等干擾信號(hào)所產(chǎn)生誤復(fù)位操作的概率，提高了電路的抗干擾能力。

　　在FPGA/CPLD設(shè)計(jì)中，如果復(fù)位信號(hào)是通過組合邏輯產(chǎn)生的，我們?cè)诜抡娴臅r(shí)候經(jīng)?？梢钥吹剑捎诮M合邏輯的競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)產(chǎn)生的毛刺，會(huì)導(dǎo)致采用異步復(fù)位設(shè)計(jì)的電路被誤復(fù)位；因此在設(shè)計(jì)當(dāng)中要對(duì)異步復(fù)位信號(hào)進(jìn)行同步化處理，避免誤操作產(chǎn)生。

　　具體的做法是：設(shè)計(jì)一個(gè)專門的復(fù)位模塊，它對(duì)復(fù)位信號(hào)（記為R）進(jìn)行同步化處理，產(chǎn)生新的復(fù)位信號(hào)（記為RS），這個(gè)RS信號(hào)可作為其他模塊的復(fù)位輸入信號(hào)；而其他模塊的電路可全部采用異步復(fù)位的設(shè)計(jì)方式；這樣的設(shè)計(jì)對(duì)復(fù)位信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)一處理，可根據(jù)需要調(diào)整，相對(duì)靈活，需要注意的是，要盡量降低時(shí)鐘邊沿與復(fù)位信號(hào)R失效時(shí)刻的亞穩(wěn)態(tài)出現(xiàn)概率。

　　在實(shí)際的FPGA/CPLD應(yīng)用當(dāng)中，會(huì)出現(xiàn)沒有外部復(fù)位信號(hào)的情景，而FPGA/CPLD的時(shí)序設(shè)計(jì)又需要一個(gè)復(fù)位信號(hào)來使內(nèi)部的寄存器初始化為設(shè)定的狀態(tài)，這時(shí)候就需要通過內(nèi)部邏輯產(chǎn)生一個(gè)內(nèi)部復(fù)位信號(hào)。

　　3、FPGA內(nèi)部自復(fù)位方法

　　內(nèi)部自復(fù)位信號(hào)是器件上電后僅產(chǎn)生的信號(hào)，之后一直保持無效至器件掉電。這種性信號(hào)，產(chǎn)生它的數(shù)字電路自身需要一個(gè)初始的確定狀態(tài)，并且需要上電后就處于該種狀態(tài)；對(duì)于FPGA來說，其內(nèi)部寄存器在上電后的狀態(tài)是不確定的，即無法預(yù)期的，因此利用寄存器的狀態(tài)來產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，不是那么可靠；但我們可以考慮FPGA的其他資源，一般FPGA內(nèi)部都有RAM資源，這些RAM都可以被配置數(shù)據(jù)初始化的，也就是說當(dāng)FPGA上電配置完成后，被初始化的RAM的數(shù)據(jù)內(nèi)容是確定的。利用這個(gè)特點(diǎn)，我們就可以設(shè)計(jì)可靠的內(nèi)部自復(fù)位信號(hào)。

　　下面給出實(shí)現(xiàn)方法：

　　1）配置一個(gè)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為1位，地址長(zhǎng)度為n位，且全部初始化為1的單口RAM；

　　2）設(shè)計(jì)一個(gè)針對(duì)該單口RAM的讀寫模塊，其內(nèi)部維護(hù)一個(gè)n位讀指針rp和一個(gè)n位寫指針wp，rp在每個(gè)時(shí)鐘節(jié)拍將其值賦給wp后并加1，保證rp于wp，將單口RAM的輸出數(shù)據(jù)作為復(fù)位信號(hào)，另外RAM的輸入數(shù)據(jù)固定為0；這樣RAM數(shù)據(jù)被先讀出，然后被置為0，因此上電配置完成后經(jīng)過2n個(gè)時(shí)鐘節(jié)拍，RAM的數(shù)據(jù)從全1變成全0，從而實(shí)現(xiàn)性脈沖信號(hào)的產(chǎn)生。另外，通過控制地址長(zhǎng)度n或時(shí)鐘頻率，就可得到所需的脈沖寬度。

　　4、結(jié)語

　　復(fù)位信號(hào)是時(shí)序電路設(shè)計(jì)的基本信號(hào)，雖然只是一個(gè)脈沖信號(hào)，但要使設(shè)計(jì)的電路可靠地工作，復(fù)位信號(hào)也是一個(gè)需認(rèn)真對(duì)待的因素。