同期リセット vs 非同期リセット - 2023.2 日本語

Versal アダプティブ SoC ハードウェア、IP、およびプラットフォーム開発設計手法ガイド (UG1387)

Document ID
UG1387
Release Date
2023-11-15
Version
2023.2 日本語

AMDでは、リセットが必要な場合は、同期リセットを使用することをお勧めします。同期リセットには、非同期リセットと比較して次の利点があります。

  • 同期リセットを使用すると、デバイス アーキテクチャのより多くのリソース エレメントに直接マップできます。
  • 非同期リセットは、一般的なロジック構造の最大クロック周波数に影響します。AMD デバイスの汎用レジスタでは、セット/リセットを非同期または同期のいずれかにプログラムできるので、非同期リセットを使用しても問題ないと思われがちですが、グローバル非同期リセットを使用すると、制御セットの数は増加しませんが、このリセット信号をすべてのレジスタ エレメントに配線する必要があるので、配線はより複雑になります。
  • 非同期リセットを使用すると、リセットをアサートしたときに、ブロック RAM、LUTRAM、および SRL のメモリの内容が破損する可能性が高くなります。これは特に、ブロック RAM、LUTRAM、および SRL の入力ピンを駆動する非同期リセットを持つレジスタに当てはまります。
  • 集積度の高い配置や精度の高い配置が必要な場合は、同期リセットを使用した方が、制御セットを柔軟にマップし直すことができます。最適に配置されたスライス内で互換性のないリセットが検出された場合、同期リセットであればレジスタのデータパスにマップし直すことができます。これにより、配線リソースの使用率が下がり、配置の集積度が増加して、適切なフィットおよび達成可能なクロック周波数の向上が可能になります。

また、次の点にも注意してください。

  • クロックは、同期リセットの小さなリセット グリッチのフィルターとして機能しますが、これらのグリッチがアクティブ クロック エッジ付近で発生すると、フリップフロップがメタステーブル状態になることがあります。
  • 同期リセットは、リセット信号のパルスがクロックのアクティブ エッジ中に存在するようにするため、パルス幅を十分に広くする必要がある場合があります。
  • 非同期リセットを使用する場合は、非同期リセットのディアサートを同期するようにしてください。クロックとリセットの相対的なタイミングは、リセットのアサート時には無視できますが、リセットの解放はクロックに同期させる必要があります。リセットの解放を同期させないと、メタステーブル状態になる可能性があります。リセットの解放時は、レジスタのクロック ピンに対するリセット ピンのセットアップおよびホールド条件を満たす必要があります。非同期リセット (リセット リカバリおよびリムーバルのタイミングなど) のセットアップおよびホールド条件に違反すると、フリップフロップがメタステーブル状態になり、不明なステートになったことが原因でデザイン エラーが発生する可能性があります。この状況は、フリップフロップ データ ピンのセットアップおよびホールド条件の違反に類似しています。