異步復位

在前面的文章中有過對于寄存器行為的描述，而復位方面，在電路設計時建議使用帶異步復位/置位的寄存器。原因是只要復位信號有效，則無論時鐘是否到來，都會對寄存器進行復位，使電路處于一個穩定的狀態。而復位信號釋放后，需要等時鐘到來，才會更新數據。

當異步復位有效時，無論有沒有時鐘，寄存器都會處于復位狀態，也會穩定輸出，因此沒有過于擔心的問題。但如果復位信號釋放，而此時D端數據與Q端數據不一致，那么當寄存器時鐘有效時，就會更新Q端數據。由此也會出現一個時序的要求，也就是recovery/remove timing的時序要求。

為了確保復位信號的使用沒有問題，一般采用以下電路來實現異步復位信號釋放時與時鐘的同步處理，以便讓EDA工具自動識別時序路徑，進行時序分析及時序優化。

這樣操作，我們稱為異步復位同步釋放。可以最大限度保證時序的穩定性。

以上RCU框圖中的電路，，用Verilog HDL描述如下所示：

同步復位

有些早期的電路，在設計時使用了同步復位，而沒有使用異步復位來進行模塊級復位管理。原因是早期的EDA工具對復位信號的處理還不是很好，需要像時鐘一樣做復位樹來進行時序平衡（當時還沒有recovery/remove的時序概念），這是為了確保復位的穩定性所作出的犧牲。

如上圖所示，同步復位Rst實際上就是DFF的一個輸入，所以在時序上直接可以被看做數據路徑來處理，這對于早起的EDA工具來說，是比較友好。

但是我們需要看到一個問題，那就是所有的寄存器在上電時，輸出都是不可知的結果。因此需要等待時鐘有效后，才能確保電路的穩定復位完成，接著再釋放復位信號。在當今復雜的SoC系統中，PLL或者片內晶體振蕩器何時穩定輸出，且輸出波形正常，是需要一定的管理電路。用不穩定來管理不穩定，是不可行的。

因此對于同步復位的早期遺留電路來說，在外圍做好復位管理，確保上電后，其輸出不會影響整個系統，也是可以的。

沒有復位

有時候，過于在意面積的電路中，會使用沒有復位的寄存器來實現電路。如下圖所示。

這種情況比較極端，確實寄存器的面積是比較大的，如果減少復位電路，勢必有較大的面積收益（20%左右）。但這就需要在設計的時候考慮好每個寄存器復位值是多少。然后通過輸入，以及一定次數的時鐘傳遞，將電路穩定復位。

比如說上面這幅圖，第四級寄存器，上電后是個未知輸出，需要4個時鐘周期，才能穩定到初態。

這樣的電路如果比較大，則上電后復位的時間會比較久，少則幾十個時鐘周期，多則上百上千個時鐘周期。而且如果有部分寄存器需要特定初始值，還需要專門送進去（可以參考同步復位的操作）。

混用復位

以上三種電路復位的方式，可以混用，在節省面積、穩定復位以及早期遺留電路集成上，會有一些幫助。但還是建議能用異步復位就用異步復位吧。