vhdl同步复位和异步复位的比较

同步复位和异步复位的比较（转载）

无论同步还是异步复位，在对触发器时序进行分析的时候，都要考虑复位端与时钟的相位关系。

对于同步复位，复位信号可以理解为一个普通的数据信号，它只有在时钟的跳变沿才会起作用，一般只要复位信号持续时间大于一个时钟周期，就可以保证正确复位。

对于异步复位，复位可以在任何时候发生，表面上看跟时钟没有关系，但真实情况是异步复位也需考虑时钟跳变沿，因为时钟沿变化和异步复位都可以引起Q端数据变化，如果异步复位信号跟时钟在一定时间间隔内发生变化，Q值将无法确定，即亚稳态现象。这个时候既是异步复位信号持续时间再长都没有办法，因为不定态已经传递下去。

1：

一、特点：

同步复位：顾名思义，同步复位就是指复位信号只有在时钟上升沿到来时，才能有效。否则，无法完成对系统的复位工作。用Verilog描述如下：

always @ (posedge clk) begin

if (!Rst_n)

...

end

异步复位：它是指无论时钟沿是否到来，只要复位信号有效，就对系统进行复位。用Verilog描述如下：

always @ (posedge clk or negedge Rst_n) begin

if (!Rst_n)

...

end

二、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。

三、总结：

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。

2：推荐的复位方式

所谓推荐的复位方式就是上文中所说的：“异步复位，同步释放”。这就结合了双方面的优点，很好的克服了异步复位的缺点（因为异步复位的问题主要出现在复位信号释放的时候，具体原因可见上文）。

其实做起来也并不难，我推荐一种我经常使用的方式吧：那就是在异步复位键后加上一个所谓的“reset synchronizer”,这样就可以使异步复位信号同步化，然后，再用经过处理的复位信号去作用系统，就可以保证比较稳定了。reset sychronizer的Verilog代码如下：

module Reset_Synchronizer

(output reg rst_n,

input clk, asyncrst_n);

reg rff1;

always @ (posedge clk , negedge asyncrst_n) begin

if (!asyncrst_n) {rst_n,rff1} <= 2'b0;

else {rst_n,rff1} <= {rff1,1'b1};

end

endmodule

大家可以看到，这就是一个dff，异步复位信号直接接在它的异步复位端口上（低电平有效），然后数据输入端rff1一直为高电平…1?。倘若异步复位信号有效的话，触发器就会复位，输出为低，从而复位后继系统。但是，又由于这属于时钟沿触发，当复位信号释放时，触发器的输出要延迟一个时钟周期才能恢复成…1?，因此使得复位信号的释放与时钟沿同步化。此外，还有一种方法更为直接，就是直接在异步复位信号后加一个D触发器，然后用D触发器的输出作为后级系统的复位信号，也能达到相同的效果。这里就不多说了。

3：多时钟系统中复位的处理方法）

这是一个很实际的问题，因为在较大型的系统中，一个时钟驱动信号显然不能满足要求，一定会根据系统的要求用多个同源时钟（当然也可以是非同源了）去驱动系统的不同部分。那么在这样的多时钟系统中，复位键怎么设置？它的稳定与否直接关系到了整个系统的稳定性，因此要格外注意（在我看来，复位信号在同步时序系统中的地位和时钟信号一样重要）。下面就说一下具体的处理方法，当然所遵循的原则就仍应该是上文的“异步复位，同步释放”：

1.non-coordinated reset removal：顾名思义，就是同一个系统中的多个同源时钟域的复位信号，由彼此独立的“reset synchronizer”驱动。当异步复位信

号有效时，各时钟域同时复位，但是复位释放的时间由各自的驱动时钟决定，也是就说：时钟快的先释放，时钟慢的后释放，但是各复位信号之间没有先后关系。

2.sequence coordinated reset removal:这是相对于上述方式来说的，也就是说各时钟域的复位信号彼此相关，各个部分系统虽然也同时复位，但是却分级释放。而分级的顺序可由各个“reset synchronizer”的级联方式决定。可以先复位前级，再复位后级，也可以反过来。反正方式很灵活，需要根据实际需要而定。

由于图片上传问题，我只能用程序表示了，大家凑或看吧，哈哈

例子：三级复位系统,系统中的时钟分别为1M,2M,11M:

第一级Reset_Sychronizer程序:

module Reset_Synchronizer

(output reg rst_n,

input clk, asyncrst_n);

reg rff1;

always @ (posedge clk , negedge asyncrst_n)

begin

if (!asyncrst_n) {rst_n,rff1} <= 2'b0;

else {rst_n,rff1} <= {rff1,1'b1};

end

endmodule

第2，3级的Reset_Sychronizer程序：

module Reset_Synchronizer2

(output reg rst_n,

input clk, asyncrst_n,d);

reg rff1;

always @ (posedge clk , negedge asyncrst_n) begin

if (!asyncrst_n) {rst_n,rff1} <= 2'b0;

else {rst_n,rff1} <= {rff1,d};

end

endmodule

顶层模块的源程序：

include "Reset_Synchronizer.v"

include "Reset_Synchronizer2.v"

module AsynRstTree_Trans

( input Clk1M,Clk2M,Clk11M,SysRst_n,

output SysRst1M_n,SysRst2M_n,SysRst11M_n

);

Reset_Synchronizer Rst1M(.clk(Clk1M),.

asyncrst_n(SysRst_n),.rst_n(SysRst1M_n));

Reset_Synchronizer2Rst2M(.clk(Clk2M),.d(SysRst1M_n),. asyncrst_n(SysRst_n),.rst_n(SysRst2M_n));

Reset_Synchronizer2Rst11M(.clk(Clk11M),.d(SysRst2M_n),. asyncrst_n(SysRst_n),.rst_n(SysRst11M_n));

endmodule

同步和异步的问题

同步和异步的问题- - 同步有两种方法,异步式和同步式，异步式是字符同步，在一个字符的前后加上起止符，即字符内还是同步的，字符之间是异步的，同步方式是一组数据或报文，称为"帧"，内涵时钟信息，异步式由于加了起止符，故传输效率不高，同步方式效率高，但一旦有错误，就要全部重传。 同步和异步传输是两种信息传输方式，实际上都是说的信号传输的同步方法，异步式实际上是起止式传输， 数据传输可以或是同步或是异步．异步传输又叫起停式传输．同步传榆中字符是以连续流形式发出的．一个信息组大约有l00个字符上下，一次发出一个信息组．传输的时候接收终端设备必须和发送终端设备完全同相．异步传输每次只发送一个字符．每在传翰一个字符之机要先发起始信号．这是图7．4中的线路上的"D"状态．而在这个字符之后也一定要有个停止信号，相应于国中的"1"状态．这两个信号之间的脉冲就是组成该字符的位信息．在没有字符的时候，线路的状态总是"l"．当线路状态被一个起始信号改成"0"时，接收端的机器就开始取样接收其后的那些位信息． 如果两台机器之间要进行连续的相互传输，而且在时间上是按照严格的步调，那么，同步传输就是充分利用两机之间线路的最有效方法．同步传输是一个位紧接着另一个位、一个字符紧接着一个字符不问断地传输下去的．在两个字符之间没有起始位和停止位，也没有任何间歇(图7．6)．这一类字符流被分割成一些信息组．信息组内的每一个位都在一样长的时间间隔内发送出去．在发送信息组的时瓦发送机相接收执必须完全同步于是只要接收机晓得了哪个位第一，它就明白所有的位该怎么组成字符． 异步传输的传输单位通常是单个的字符．每当电传打字机的操作员按动镀盘上的电健，就有一个字符连同它的起始位和停止位一并发送出去．在时间上它与其他字符是完全不相关的．同步传输则不然．字符要先在一个叫做缓冲器的地方存储起来等到整个信息组都齐了才能送出．信息组从缓冲器送出的速度是线路和制解器所能容许的最高速度．电传打字员打字时每两个字符之间总会有一段空白，可是信息组当中每两个字符之间并没有空格．因此一条电信线路上如有几个不同的终端设备在使用，同步传输就可以发挥很大作用．但为了要用同步传输各终端设备又都要装缓冲器，所以这种终端设备就比异步设备的成本高．在许多系统中，发送机和接收机的同步往往是由振荡器来控制的．在发送一个信息组之沉必须迫使接收机的振荡器和发送机的振荡器同相。所以在发出信息组之前要先送出一个同步位序列或同步字符．不然的话，接收机就无从晓得收到的位哪一个是字符的第一个，哪一个是第二位，等等． 信息组结构 同步传输的信息组要有一定的特点．比方说，信息组的开头部分一定是同步位序列或同步字符．通常情况下，信息组的末尾部分是个错误校验位序列或错误校验字符．和计算机

同步复位和异步复位的区别

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，今天我对这个问题简要的阐述下，希望对初学者有一定的参考意义，若有不正确的地方愿大家明示。 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，因此异步复位抗干扰能力差，有些噪声也能使系统复位，因此有时候显得不够稳定，要想设计一个好的复位最好使用异步复位同步释放。 同步复位与异步复位的优劣：异步复位消耗的PFGA逻辑资源相对来说要少些，因此触发器自身带有清零端口不需要额外的门电路，这是其自身的优势，通常在要求不高的情况下直接使用异步复位就OK。 下面我用verilog来演示下同步复位与异步复位。 同步复位的verilog程序如下： module D_FF (

//Input ports SYSCLK, RST_B, A, //Output ports B ); //========================================= //Input and output declaration //========================================= input SYSCLK; input RST_B; input A; output B; //========================================= //Wire and reg declaration //=========================================

同步传输与异步传输的区别

同步传输与异步传输的区别 数据块与数据块之间的时间间隔是固定的，必须严格地规定它们的时 列，标记一个数据块的开始和结束，一般还要附加一个校验序列，以 同步传输的特点：同步传输的比特分组要大得多。它不是独立地 异步传输是数据传输的一种方式。由于数据一般是一位接一位串行传输的，例如在传送一串字符信息时，每个字符代码由7位二进制位组成。但在一串二进制位中，每个7位又从哪一个二进制位开始算起呢?异步传输时，在传送每个数据字符之前，先发送一个叫做开始位的二进制位。当接收端收到这一信号时，就知道相继送来7位二进制位是一个字符数据。在这以后，接着再给出1位或2位二进制位，称做结束位。接收端收到结束位后，表示一个数据字符传送结束。这样，在异步传输时，每个字符是分别同步的，即字符中的每个二进制位是同步的，但字符与字符之间的间隙长度是不固定的。 异步传输的特点：将比特分成小组进行传送，小组可以是8位的 从不知道它们会在什么时候到达。一个常见的例子是计算机键盘与主

异步传输，英文名AsynchronousTransfer Mode，ATM，是实现B-ISDN的一项技术基础，是建立在电路交换和分组交换的基础上的快速分组交换技术。ATM的主要特点是面向连接;采用小的、固定长度的单元(53字节);取消链路的差错控制和流量控制等，这些措施提高了传输效率。。ATM 的突出优点是可以为每个虚连接提供相应的服务质量(QOS)，可以有效地支持视、音频多媒体传输，包括语音、视频和数据等;另外，ATM可以实现局域网和广域网的平滑无缝连接。 [2] 异步传输一般以字符为单位，不论所采用的字符代码长度为多少位，在发送每一 异步传输 字符代码时，前面均加上一个“起”信号，其长度规定为1个码元，极性为“0”，即空号的极性；字符代码后面均加上一个“止”信号，其长度为1或者2个码元，极性皆为“1”，即与信号极性相同，加上起、止信号的作用就是为了能区分串行传输的“字符”，也就是实现了串行传输收、发双方码组或字符的同步。 综上所述，同步传输与异步传输的简单区别：1、异步传输是面向字符的传输，而同步传输是面向比特的传输。 2,异步传输的单位是字符，而同步传输的单位是帧。

大型设计全局复位—异步复位同源释放

在一个FPGA项目设计之初，全局网络的建立至关重要，其中包括时钟网络和复位网络。而通常设计者对时钟网络的规划尤为小心，可却忽视了复位网络，这个复位跟时钟一样也是一个覆盖全局、高扇出的信号，如果处理不当也会导致意想不到的错误。很多人会问，到底复位信号选择同步还是异步、高电平还是低电平有效？对于这个问题，下文做了论述： 异步or 同步？ 以下是同步、异步复位的Verilog和VHDL代码： // 同步复位（Verilog） always@(posedge clk) if(rst) begin a<=1’b0; end else begin a<=b; end --同步复位（VHDL） process(clk,rst) begin if clk’event and clk=’1’ then if rst=’1’ then a<=’0’; else a<=b; end if; end if; end process; // 异步（Verilog） always@(posedge clk or posedge rst) if(rst) begin a<=1’b0; end else begin a<=b; end --异步复位（VHDL） process(clk,rst) begin if rst=’1’ then a<=’0’;

7系列FPGA设计时推荐使用高电平有效的复位。

图2 选择高还是低，需要根据具体的电平标准、器件结构来选择，并不是一概而论低电平有效的好或者高电平有效的好。 注：另外在设计中复位信号有时可能出现一些问题。 1. 如果在一个设计的顶层定义了一个异步复位信号，而为了减小高扇出的影响，可以将这个复位信号分配到全局布线资源上。 但是有些情况下，使用全局复位信号可能导致recovery和removel时序问题。如图4所示使用级联复位结构，将异步复位信号同步释放，根据模块进行分区，在每个分区内再级联同步释放结构，这样可以降低复位信号的扇出，从根本性上解决了问题。 图4 2. 往往在一个大系统中有多个时钟，是否需要为每个时钟域分配一个复位？如果只有一个全局复位，当然在这种情况下肯定是异步复位，它与系统中所有时钟都没有关系，并且必须满足所有时钟域的时序要求，同时满足所有时钟域的recovery和removel时序在某些情况下就不是那么容易了，因此为每个时钟分 配复位是有必要的，如图5所示，此结构使用了一个全局复位，在不同时钟域分别对其进行同步，这样满足所有时钟域的时序应该是轻松些了。

异步复位8421码十进制计数器vhdl

LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY BCDcoder IS PORT( cp,clear:IN STD_LOGIC; q:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0)); END BCDcoder; ARCHITECTURE a OF BCDcoder IS SIGNAL temp:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); SIGNAL tmp: INTEGER RANGE 0 TO 49999999; SIGNAL clk_out: STD_LOGIC; BEGIN P1:PROCESS(cp) BEGIN IF cp'event AND cp='1' THEN IF tmp=49999999 THEN tmp<=0; ELSE tmp<=tmp+1; END IF; IF tmp<=24999999 THEN clk_out<='0'; ELSE clk_out<='1'; END IF; END IF; END PROCESS P1; P2:PROCESS(clear,clk_out) BEGIN IF clear='1' THEN temp<="0000"; ELSIF (clk_out'event and clk_out='1') THEN IF temp="1001"THEN temp<="0000"; ELSE temp<=temp+1; END IF; END IF; END PROCESS P2; q<=temp; END a;

同步复位和异步复位比较

同步复位sync 异步复位async 特点复位信号只有在时钟上升沿到 来时才能有效。 无论时钟沿是否到来，只要复位 信号有效，就进行复位。 Verilog描述always@(posedge CLK)always@(posedge CLK , negedge Rst_n) 优点1）利于仿真器仿真。 2）因为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。 3）可以使所设计的系统成为 100%的同步时序电路，有利于时 序分析。 1）设计相对简单。 2）因为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。 3）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1）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。 2）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。 1）复位信号容易受到毛刺的影 响。 2）在复位信号释放(release)的 时候容易出现问题。具体就是 说：若复位释放刚好在时钟有效 沿附近时，很容易使寄存器输出 出现亚稳态，从而导致亚稳态。 总结推荐使用异步复位，同步释放的方式，而且复位信号低电平有效。 2：推荐的复位方式 所谓推荐的复位方式就是上文中所说的：“异步复位，同步释放”。这就结合了双方面的 优点，很好的克服了异步复位的缺点（因为异步复位的问题主要出现在复位信号释放的时候，具体原因可见上文）。 其实做起来也并不难，我推荐一种我经常使用的方式吧：那就是在异步复位键后加上一 个所谓的“reset synchronizer”,这样就可以使异步复位信号同步化，然后，再用经过处理的 复位信号去作用系统，就可以保证比较稳定了。reset sychronizer的Verilog代码如下：module Reset_Synchronizer (output reg rst_n, input clk, asyncrst_n); reg rff1; always @ (posedge clk , negedge asyncrst_n) begin if (!asyncrst_n) {rst_n,rff1} <= 2'b0; else {rst_n,rff1} <= {rff1,1'b1}; end endmodule 大家可以看到，这就是一个dff，异步复位信号直接接在它的异步复位端口上（低电平 有效），然后数据输入端rff1一直为高电平…1?。倘若异步复位信号有效的话，触发器就会复位，输出为低，从而复位后继系统。但是，又由于这属于时钟沿触发，当复位信号释放时，

同步传输与异步传输的区别

在网络通信过程中，通信双方要交换数据，需要高度的协同工作。为了正确的解释信号，接收方必须确切地知道信号应当何时接收和处理，因此定时是至关重要的。在计算机网络中，定时的因素称为位同步。同步是要接收方按照发送方发送的每个位的起止时刻和速率来接收数据，否则会产生误差。通常可以采用同步或异步的传输方式对位进行同步处理。 1. 异步传输（Asynchronous Transmission）：异步传输将比特分成小组进行传送，小组可以是8位的1个字符或更长。发送方可以在任何时刻发送这些比特组，而接收方从不知道它们会在什么时候到达。一个常见的例子是计算机键盘与主机的通信。按下一个字母键、数字键或特殊字符键，就发送一个8比特位的ASCII代码。键盘可以在任何时刻发送代码，这取决于用户的输入速度，内部的硬件必须能够在任何时刻接收一个键入的字符。 异步传输存在一个潜在的问题，即接收方并不知道数据会在什么时候到达。在它检测到数据并做出响应之前，第一个比特已经过去了。这就像有人出乎意料地从后面走上来跟你说话，而你没来得及反应过来，漏掉了最前面的几个词。因此，每次异步传输的信息都以一个起始位开头，它通知接收方数据已经到达了，这就给了接收方响应、接收和缓存数据比特的时间；在传输结束时，一个停止位表示该次传输信息的终止。按照惯例，空闲（没有传送数据）的线路实际携带着一个代表二进制1的信号，异步传输的开始位使信号变成0，其他的比特位使信号随传输的数据信息而变化。最后，停止位使信号重新变回1，该信号一直保持到下一个开始位到达。例如在键盘上数字“1”，按照8比特位的扩展ASCII编码，将发送“00110001”，同时需要在8比特位的前面加一个起始位，后面一个停止位。 异步传输的实现比较容易，由于每个信息都加上了“同步”信息，因此计时的漂移不会产生大的积累，但却产生了较多的开销。在上面的例子，每8个比特要多传送两个比特，总的传输负载就增加25%。对于数据传输量很小的低速设备来说问题不大，但对于那些数据传输量很大的高速设备来说，25%的负载增值就相当严重了。因此，异步传输常用于低速设备。 2. 同步传输（Synchronous Transmission）：同步传输的比特分组要大得多。它不是独立地发送每个字符，每个字符都有自己的开始位和停止位，而是把它们组合起来一起发送。我们将这些组合称为数据帧，或简称为帧。 数据帧的第一部分包含一组同步字符，它是一个独特的比特组合，类似于前面提到的起始位，用于通知接收方一个帧已经到达，但它同时还能确保接收方的采样速度和比特的到达速度保持一致，使收发双方进入同步。 帧的最后一部分是一个帧结束标记。与同步字符一样，它也是一个独特的比特串，类似于前面提到的停止位，用于表示在下一帧开始之前没有别的即将到达的数据了。

同步机与异步机的区别

同步机与异步机的区别

异步电机 asynchronous machine 利用气隙旋转磁场与转子绕组中的感应电流相互作用产生电磁转矩，从而实现能量转换的交流电机。主要作电动机用。异步电机的转子实际转速总是低于（作电动机运行）或高于（作发电机运行）旋转磁场的转速，两者始终存在一定差异，故称异步。异步是这种电机产生电磁转矩的必要条件。由于转子绕组电流是感应而生的，所以异步电机也称为感应电机。如果旋转磁场和转子的转速分别为n s和n，则异步电机的转差率s 为 它代表转子导体与旋转磁场之间的相对运动速度。在电源电压和频率一定的条件下，转子导体中的电动势、电流及异步电机的运行状态都由转差率决定。当转差率s不同时，异步电机有3种不同的运行状态： 0＜s≤1，n S＞n≥0 电动机运行 s＜0，n＞n S 发电机运行

s＞1，n＜0 反接制动运行 同步电机-正文 电机转子的转速与旋转磁场转速相同的交流电机。同步一词因两转速相同而来。同步电机的转速(n)与电源频率(f)、电机的磁极对数(P)之间的关系为 n=f/P 一般转速单位常用转/分，因此 n=60f/P 结构同步电机的磁极一般由直流电流励磁。在小型电机中也有采用永久磁铁励磁的，称为永磁同步电动机。同步电机的磁极通常装在转子上，而电枢绕组放在定子上。因为电枢绕组往往是高电压、大电流的绕组,装在定子上便于直接向外引出;而励磁绕组的电流较小,放在转子上可以通过装在转轴上的集电环和电刷引入，比较方便。图1所示为同步电机定子和转子的典型结构。在某些特殊的小型同步电机中也有相反的情况：把磁极放在定子上，而电枢绕组放在转子上。例如同步电极的交流励磁机，其电枢绕组放在转子上,电流经过装在转子轴上的旋转整流

异步复位8421码十进制计数器vhdl

异步复位8421码十进制计数器： LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY BCDcoder IS PORT( cp,clear:IN STD_LOGIC; q:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0)); END BCDcoder; ARCHITECTURE a OF BCDcoder IS SIGNAL temp:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); SIGNAL tmp: INTEGER RANGE 0 TO 49999999; SIGNAL clk_out: STD_LOGIC; BEGIN P1:PROCESS(cp) BEGIN IF cp'event AND cp='1' THEN IF tmp=49999999 THEN tmp<=0; ELSE tmp<=tmp+1; END IF; IF tmp<=24999999 THEN clk_out<='0'; ELSE clk_out<='1'; END IF; END IF; END PROCESS P1; P2:PROCESS(clear,clk_out) BEGIN IF clear='1' THEN temp<="0000"; ELSIF (clk_out'event and clk_out='1') THEN IF temp="1001"THEN temp<="0000"; ELSE temp<=temp+1; END IF; END IF; END PROCESS P2; q<=temp; END a;

同步复位与异步复位-异步复位和同步复位区别-异步复位同步释放

同步复位与异步复位-异步复位和同步复位区别-异步复位同步释放 学习笔记2009-01-05 11:23:06 阅读107 评论0字号：大中小订阅 一、同步复位与异步复位特点： 同步复位就是指复位信号只有在时钟上升沿到来时，才能有效。否则，无法完成对系统的复位工作。 异步复位是指无论时钟沿是否到来，只要复位信号有效，就对系统进行复位。 二、异步复位和同步复位的优缺点： 1、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。同步复位的缺点： 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：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、异步复位的优点也有三条： 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。 异步复位的缺点： 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。 解释一下亚稳态产生的原因：在同步系统中，如果触发器的setup time / hold time 不满足，就可能产生亚稳态，此时触发器输出端Q 在有效时钟沿之后比较长的一段时间处于不确定的状态，在这段时间里Q 端会出现毛刺、振荡、或固定在某一电压值，而不一定等于数据输入端D 的值。这段之间称为决断时间（resolution time）。经过resolution time 之后Q端将稳定到0 或1上，但是究竟是0 还是1，这是随机的，与输入没有必然的关系。亚稳态实质是介于”0””1”电平之间的一个状态。亚稳态是FF的一个固有特性。正常采样也会有一个亚稳态时间。当建立保持时间满足时，FF 在经历采样、亚稳态后，进入一个正确的状态。如果建立保持时间不满足，那么FF会有一个相当长的亚稳态时间，最后随机进入一个固定态。 也就是会经历一个很长的resolution time然后，在D输出端上随机出现0或1。 亚稳态的危害： 由于输出在稳定下来之前可能是毛刺、振荡、固定的某一电压值，因此亚稳态除了导致逻辑误判之外，输出0～1 之间的中间电压值还会使下一级产生亚稳态，即导致meta stability的传播。逻辑误判（由于组合逻辑的race，导致总线状态的不稳定）有可能通过电路的特殊设计减轻危害（如异步FIFO中Gray码计数器的作用，一次只变化一位），而亚稳态的传播则扩大了故障面，难以处理。 b、复位信号容易受到毛刺的影响。 所以，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。

同步通信与异步通信区别

同步通信与异步通信区别 1.异步通信方式的特点：异步通信是按字符传输的。每传输一个字符就用起始位来进来收、发双方的同步。不会因收发双方的时钟频率的小的偏差导致错误。这种传输方式利用每一帧的起、止信号来建立发送与接收之间的同步。特点是：每帧内部各位均采用固定的时间间隔，而帧与帧之间的间隔时随即的。接收机完全靠每一帧的起始位和停止位来识别字符时正在进行传输还是传输结束。 2.同步通信方式的特点：进行数据传输时，发送和接收双方要保持完全的同步，因此，要求接收和发送设备必须使用同一时钟。优点是可以实现高速度、大容量的数据传送；缺点是要求发生时钟和接收时钟保持严格同步，同时硬件复杂。可以这样说，不管是异步通信还是同步通信都需要进行同步，只是异步通信通过传送字符内的起始位来进行同步，而同步通信采用共用外部时钟来进行同步。所以，可以说前者是自同步，后者是外同步。---------------------------- 同步通信原理 同步通信是一种连续串行传送数据的通信方式，一次通信只传送一帧信息。这里的信息帧与异步通信中的字符帧不

同，通常含有若干个数据字符。 采用同步通信时，将许多字符组成一个信息组，这样，字符可以一个接一个地传输，但是，在每组信息（通常称为帧）的开始要加上同步字符，在没有信息要传输时，要填上空字符，因为同步传输不允许有间隙。在同步传输过程中，一个字符可以对应5～8位。当然，对同一个传输过程，所 有字符对应同样的数位，比如说n位。这样，传输时，按每n位划分为一个时间片，发送端在一个时间片中发送一个字符，接收端则在一个时间片中接收一个字符。 同步传输时，一个信息帧中包含许多字符，每个信息帧用同步字符作为开始，一般将同步字符和空字符用同一个代码。在整个系统中，由一个统一的时钟控制发送端的发送和空字符用同一个代码。接收端当然是应该能识别同步字符的，当检测到有一串数位和同步字符相匹配时，就认为开始一个信息帧，于是，把此后的数位作为实际传输信息来处理。 异步通信原理 异步通信是一种很常用的通信方式。异步通信在发送字符时，所发送的字符之间的时间间隔可以是任意的。当然，

异步复位,同步释放的方式,而且复位信号低电平有效

异步复位，同步释放的方式，而且复位信号低电平有效 一、特点：同步复位：顾名思义，同步复位就是指复位信号只有在时钟上升沿到来时，才能有效。否则，无法完成对系统的复位工作。用Verilog描述如下：always @ (posedge clk) beginif (!Rst_n)...end异步复位：它是指无论时钟沿是否到来，只要复位信号有效，就对系统进行复位。用Verilog描述如下：always @ (posedge clk,negedge Rst_n) beginif (!Rst_n)...end 二、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。 三、总结：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。 always @(posedge clk or negedge rst_n) if(!rst_n) b = 1b0; else b = a;

异步传输和同步传输的区别(整理)

同步传输和异步传输的区别 在网络通信过程中，通信双方要交换数据，需要高度的协同工作。为了正确的解释信号，接收方必须确切地知道信号应当何时接收和处理，因此定时是至关重要的。在计算机网络中，定时的因素称为位同步。同步是要接收方按照发送方发送的每个位的起止时刻和速率来接收数据，否则会产生误差。通常可以采用同步或异步的传输方式对位进行同步处理。 1. 异步传输（Asynchronous Transmission）：异步传输将比特分成小组进行传 送，小组可以是8位的1个字符或更长。发送方可以在任何时刻发送这些比特组，而接收方从不知道它们会在什么时候到达。一个常见的例子是计算机键盘与主机的通信。按下一个字母键、数字键或特殊字符键，就发送一个8比特位的ASCII代码。键盘可以在任何时刻发送代码，这取决于用户的输入速度，内部的硬件必须能够在任何时刻接收一个键入的字符。 异步传输存在一个潜在的问题，即接收方并不知道数据会在什么时候到达。在它检测到数据并做出响应之前，第一个比特已经过去了。这就像有人出乎意料地从后面走上来跟你说话，而你没来得及反应过来，漏掉了最前面的几个词。因此，每次异步传输的信息都以一个起始位开头，它通知接收方数据已经到达了，这就给了接收方响应、接收和缓存数据比特的时间；在传输结束时，一个停止位表示该次传输信息的终止。按照惯例，空闲（没有传送数据）的线路实际携带着一个代表二进制1的信号，异步传输的开始位使信号变成0，其他的比特位使信号随传输的数据信息而变化。最后，停止位使信号重新变回1，该信号一直保持到下一个开始位到达。例如在键盘上数字“1”，按照8比特位的扩展ASCII编码，将发送“00110001”，同时需要在8比特位的前面加一个起始位，后面一个停止位。 异步传输的实现比较容易，由于每个信息都加上了“同步”信息，因此计时的漂移不会产生大的积累，但却产生了较多的开销。在上面的例子，每8个比特要多传送两个比特，总的传输负载就增加25%。对于数据传输量很小的低速设备来说问题不大，但对于那些数据传输量很大的高速设备来说，25%的负载增值就相当严重了。因此，异步传输常用于低速设备。 2. 同步传输（Synchronous Transmission）：同步传输的比特分组要大得多。它 不是独立地发送每个字符，每个字符都有自己的开始位和停止位，而是把它们组合起来一起发送。我们将这些组合称为数据帧，或简称为帧。 数据帧的第一部分包含一组同步字符，它是一个独特的比特组合，类似于前面提到的起始位，用于通知接收方一个帧已经到达，但它同时还能确保接收方的采样速度和比特的到达速度保持一致，使收发双方进入同步。 帧的最后一部分是一个帧结束标记。与同步字符一样，它也是一个独特的比特串，类似于前面提到的停止位，用于表示在下一帧开始之前没有别的即将到达的数据了。

异步复位同步释放

异步复位同步释放(Asynchronous Reset Synchronous Release) 这种复位方式在文献中还有一种称谓：Synchronized Asynchronous Reset，这种称谓应该在国外的技术人员中比较流行，与Altera的工程师交流过程中，他们一直使用Synchronized Asynchronous Reset这种称谓(当然也可能是个人的习惯)。 来看一个Synchronized Asynchronous Reset例子，Verilog代码如下： module prac ( clk, reset_n, dataa, datab, outa, outb ); input clk; input reset_n; input dataa; input datab; output outa; output outb; reg reg1; reg reg2; reg reg3; reg reg4; assign outa = reg1; assign outb = reg2; assign rst_n = reg4; always @ (posedge clk or negedge reset_n) begin if (!reset_n) begin reg3 <= 1'b0; reg4 <= 1'b0; end else begin reg3 <= 1'b1; reg4 <= reg3; end end always @ (posedge clk or negedge rst_n) begin

if (!rst_n) begin reg1 <= 1'b0; reg2 <= 1'b0; end else begin reg1 <= dataa; reg2 <= datab; end end endmodule 综合后的RTL图表如下：

实验二 异步清零和同步使能的4位计数器

西南科技大学 实验报告FPGA现代数字系统设计 实验题目：含异步清零和同步使能的4位加法计数器专业班级： 学生姓名： 学生学号： 实验时间： 指导教师：

实验二含异步清0和同步使能的4位加法计数器 一、实验目的： 学习时序电路的设计、仿真和硬件测试，进一步熟悉VHDL技术。 二、原理说明： 图2.1是一含计数使能、异步复位和计数值并行预置功能4位加法计数器，例2.1是其VHDL描述。由图2-1所示， 4位锁存器； rst是异步清0信号，高电平有效； clk是锁存信号； D[3..0]是4位数据输入端。 ENA是使能信号，当ENA为'1'时，多路选择器将加1器的输出值加载于锁存器的数据端；当ENA为'0'时将"0000"加载于锁存器。 图2-1含计数使能、异步复位和计数值并行预置功能4位加法计数器 三、实验内容： 1、在QuartusII上对例2-1进行编辑、编译、综合、适配、仿真。说明例中各语句 的作用，详细描述示例的功能特点，给出其所有信号的时序仿真波形。 【例2-1】 module CNT4B(CLK,RST,ENA,CLK_1,RST_1,ENA_1,OUTY,COUT);//端口声明 input CLK,RST,ENA; output CLK_1,RST_1,ENA_1; output[3:0] OUTY; output COUT; reg[3:0] OUTY; reg COUT;//寄存器变量OUTY，位宽为1 wire CLK_1; wire RST_1;

wire ENA_1; assign CLK_1 = CLK; assign RST_1 = RST; assign ENA_1 = ENA; always@(posedge CLK or negedge RST) /*当CLK上升沿或者RST上升沿时，触发always模块执行*/ begin if(!RST) begin OUTY<=4'b0000; COUT<=1'b0;/*当复位信号等于0时，计数OUTY、COUT置0*/ end else if(ENA) /*当使能信号为1时，计数器计数工作*/ begin OUTY<=OUTY+1; COUT<=OUTY[0] & OUTY[1] & OUTY[2] & OUTY[3]; /*计数显示*/ end end endmodule 2保存计数器程序为CNT4B.vhd，进行功能仿真、全编译、时序仿真，如出现错误请按照错误提示进行修改，保证设计的正确性。 3锁定引脚 pin location DE2上的名称 ENA PIN_N25SW[0] CLK PIN_G26KEY0 RST PIN_N23KEY1 OUTY[0]PIN_AC21LEDR[7] OUTY[1]PIN_AA14LEDR[8] OUTY[2]PIN_Y13LEDR[9] OUTY[3]PIN_AA13LEDR[10] COUT PIN_Y12LEDG[8] CLK_1PIN_AE22LEDG[0] RST_1PIN_AF22LEDG[1] ENA_1PIN_AE23LEDR[0]

异步通信同步通信区别

异步通信”是一种很常用的通信方式。异步通信在发送字符时，所发送的字符之间的时间间隔可以是任意的。当然，接收端必须时刻做好接收的准备（如果接收端主机的电源都没有加上，那么发送端发送字符就没有意义，因为接收端根本无法接收）。发送端可以在任意时刻开始发送字符，因此必须在每一个字符的开始和结束的地方加上标志，即加上开始位和停止位，以便使接收端能够正确地将每一个字符接收下来。异步通信的好处是通信设备简单、便宜，但传输效率较低（因为开始位和停止位的开销所占比例较大）。 异步通信也可以是以帧作为发送的单位。接收端必须随时做好接收帧的准备。这是，帧的首部必须设有一些特殊的比特组合，使得接收端能够找出一帧的开始。这也称为帧定界。帧定界还包含确定帧的结束位置。这有两种方法。一种是在帧的尾部设有某种特殊的比特组合来标志帧的结束。或者在帧首部中设有帧长度的字段。需要注意的是，在异步发送帧时，并不是说发送端对帧中的每一个字符都必须加上开始位和停止位后再发送出去，而是说，发送端可以在任意时间发送一个帧，而帧与帧之间的时间间隔也可以是任意的。在一帧中的所有比特是连续发送的。发送端不需要在发送一帧之前和接收端进行协调（不需要先进行比特同步）。每个字符开始发送的时间可以是任意的t0 0 1 1 0 1 1 0起始位结束位t每个帧开始发送的时间可以是任意的以字符为单位发送以帧为单位发送帧开始帧结束 “同步通信”的通信双方必须先建立同步，即双方的时钟要调整到同一个频率。收发双方不停地发送和接收连续的同步比特流。但这时还有两种不同的同步方式。一种是使用全网同步，用一个非常精确的主时钟对全网所有结点上的时钟进行同步。另一种是使用准同步，各结点的时钟之间允许有微小的误差，然后采用其他措施实现同步传输。 同步方式是在传送一组字符前加入1个或2个同步字符SYN。同步字符后可以连续改善任意多个字符，每个字符间不需要附加位。故此传输方法效率较高，但双方要事先约定同步的字符个数及同步字符代码,且中间传输有停顿时会失去同步，造成传输错误。 串行通信是指计算机主机与外设之间以及主机系统与主机系统之间数据的串行传送。使用串口通信时，发送和接收到的每一个字符实际上都是一次一位的传送的，每一位为1或者为0。 串行通信的分类 串行通信可以分为同步通信和异步通信两类。同步通信是按照软件识别同步字符来实现数据的发送和接收，异步通信是一种利用字符的再同步技术的通信方式。 同步通信 同步通信是一种连续串行传送数据的通信方式，一次通信只传送一帧信息。这里的信息帧与异步通信中的字符帧不同，通常含有若干个数据字符。 它们均由同步字符、数据字符和校验字符（CRC）组成。其中同步字符位于帧开头，用于确认数据字符的开始。数据字符在同步字符之后，个数没有限制，由所需传输的数据块长度来决定；校验字符有1到2个，用于接收端对接收到的字符序列进行正确性的校验。同步通信的缺点是要求发送时钟和接收时钟保持严格的同步。 异步通信 异步通信中，在异步通行中有两个比较重要的指标：字符帧格式和波特率。数据通常以字符或者字节为单位组成字符帧传送。字符帧由发送端逐帧发送，通过传输线被接收设备逐帧接收。发送端和接收端可以由各自的时钟来控制数据的发送和接收，这两个时钟源彼此独立，互不同步。 接收端检测到传输线上发送过来的低电平逻辑"0"（即字符帧起始位）时，确定发送端已开

异步复位D触发器设计实验报告

深圳大学实验报告课程名称：EDA技术 实验项目名称：异步复位D触发器设计 学院：信息工程 专业：电子信息工程 指导教师： 报告人：学号：班级： 实验时间： 实验报告提交时间： 教务部制

实验过程及内容： 异步 library IEEE; use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; entity shiyan is port (d,clk,rst:instd_logic; q: out std_logic); end shiyan; architecture Behavioral of shiyan is begin process (rst,clk) begin if (rst='1') then q<='0'; elsif (clk'event and clk='1') then q<=d; end if; end process; end Behavioral;

同步 library IEEE; use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; entity shiyan is port (d,rst,clk : in std_logic; q: out std_logic); end shiyan; architecture Behavioral of shiyan is signal temp1 : std_logic; signal temp2 : std_logic; begin temp1<= not rst; temp2<=temp1 and d; process (clk) begin if (clk'event and clk='1') then q<=temp2; end if ; end process; end Behavioral; ：

同步电机和异步电机的区别

摘要：目前，随着同步电机在调速性能方面的逐渐改善，已在大容量变频调速领域内广泛使用。在高速列车上，法国率先采用同步牵引电机，它的功率因数可接近1，解决了异步电机功率因数低的问题。本文针对同步电机和异步电机在轨道调速系统中的差异进行了分析。 关键词：同步电机；异步电机；功率因数；变频调速； 1．引言 随着同步电机的调速性能和控制精度的提高，同步电机在高速列车的牵引传动领域中也逐渐占据一席之地，例如，法国TGV的牵引电机采用的都是同步电机。 由于异步电机功率因数低（基本都在0.9以下）是一个很难克服的缺陷，而同步电机理想功率因数可以到达1，例如法国TGV的功率因数可以达到0.99，除此以外，同步电机还有容量大、转速恒定等优点，因此，同步电机在牵引传动领域中还有很大的发展空间。 同步电动机在调速系统中的缺点正逐渐被解决，例如现在通常采用永磁同步电机，避免同步电机的励磁装臵引发的问题和增加的维护工作量。但是，同步电机在调速方面略逊于异步电机，且结构较复杂，成本较高，因此，异步电机在牵引传动领域仍占优势。 2．感应电机的工作原理 定子中通以三相电流产生旋转磁场，由于感应电机的转子绕组是

自行闭合的绕组，根据电磁感应原理，转子绕组中会产生感应电流，感应电流与旋转磁场相互作用产生电磁转矩。正常情况下，感应电机的转子转速总是略低或略高于旋转磁场的转速。感应电机的运行状态与转差率有关，s>1为电磁制动状态，0