реклама на сайте
подробности

 
 
> Стартовая инициализация регистров., Есть ли необходимость задавать стартовое значение ?
Flip-fl0p
сообщение Sep 13 2017, 07:12
Сообщение #1


В поисках себя...
****

Группа: Свой
Сообщений: 729
Регистрация: 11-06-13
Из: Санкт-Петербург
Пользователь №: 77 140



Приветствую Уважаемые посетители форума.
Возникло некоторое недопонимание процесса инициализации регистров.
Ни для кого не секрет, что по-умолчанию в ПЛИС от Intel(Altera) регистры инициализируются нулями.
Для примера возьмем простейший 8 разрядный регистр.
На технологической карте(то, как физически схема располагается в ПЛИС) этот регистр выглядит таким вот образом:


Тут все просто и понятно: входные буфера (ячейки ввода\вывода) и собственно сами регистры. Всё как и должно быть.
По желанию разработчик может задать регистрам стартовое значение.
Например на языке VHDL это можно сделать следующим образом:
Код
SIGNAL REG : STD_LOGIC_VECTOR(WIDTH-1 DOWNTO 0) := (OTHERS => '0');

В случае, если регистры инициализируются нулями, на технологической карте ничего не меняется.
Но вот если мы хотим инициализировать регистры единицами:
Код
SIGNAL REG : STD_LOGIC_VECTOR(WIDTH-1 DOWNTO 0) := (OTHERS => '1');

то технологическая карта выглядит совершенно по-другому:


Если копать ещё глубже и смотреть какие блоки физически задействованы(через Resource Property editor), то там ясно видно, что данные действительно проходят через дополнительный слой логики. Наиболее вероятно, что данный слой логики появился как раз для того, чтобы инициализировать регистры единицами.
Если честно, я бы и не обратил на это внимание если бы не отчет TimeQuest: регистр, который инициализируется единицами будет работать на меньшей частоте, чем регистр который инициализуиреся нулями.
В связи с этим возник закономерный вопрос, так ли необходима стартовая инициализация регистра ? Не правильнее ли разрабатывать проект таким образом, что после старта ПЛИС логика начального сброса (например сигнал locked от PLL) будет удерживать схему в сбросе, и как следствие система автоматически примет то начальное состояние, которая и должна.
Хотелось бы услышать мнение более опытных коллег.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
2 страниц V  < 1 2  
Start new topic
Ответов (15 - 25)
iosifk
сообщение Sep 13 2017, 09:17
Сообщение #16


Гуру
******

Группа: Модераторы
Сообщений: 4 011
Регистрация: 8-09-05
Из: спб
Пользователь №: 8 369



Цитата(gin @ Sep 13 2017, 11:09) *
По поводу нужности или не нужности сброса:


"Краткий курс" Часть 11, Литература:

11.1. Synchronous Resets? Asynchronous Resets? I am so confused! How will I ever know which to use? Clifford E. Cummings, Don Mills. www.sunburst-design.com

11.2. Get Smart About Reset: Think Local, Not Global. WP272 (v1.0) January 8, 2008 www.xilinx.com




--------------------
www.iosifk.narod.ru
Go to the top of the page
 
+Quote Post
gin
сообщение Sep 13 2017, 09:17
Сообщение #17


Частый гость
**

Группа: Участник
Сообщений: 183
Регистрация: 17-12-10
Пользователь №: 61 682



Вот как выглядит альтеровский триггер (в Arria 10)
Собственно видно, что у него есть только асинхронный сброс - поэтому квартус при всем желании не сможет асинхронно установить его в 1, только сбросить в 0
А вот синхронно можно установить как в 0, так и 1. Причем дополнительных слоев логики использовано для этого не будет. Все уже реализовано в самом триггере.

Эскизы прикрепленных изображений
Прикрепленное изображение
 
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Golikov A.
сообщение Sep 13 2017, 09:48
Сообщение #18


Гуру
******

Группа: Свой
Сообщений: 4 256
Регистрация: 17-02-06
Пользователь №: 14 454



Цитата
Как появился locked - асинхронный сброс снимается.

Тут я еще раз обращаю внимание что снимать его надо синхронно.

Цитата
Просто неожиданно было натолкнуться на то, что инициализация регистров единицами добавляет лишний слой логики

В общем случае это не верно. Это происходит в альтере так как все элементы по старту в 0. А в ксалинксе есть возможность задать как 0, так и 1 по старту, поэтому там такого не происходит.

Так же от архитектуры зависит и предпочитаемый сброс. В ксалинксе изначально элементы настроены на синхронный сброс и установку, при этом асинхронный держат только сброс. У альтеры ситуация обратная, синхронно они вроде только сбрасываются, зато имеют асинхронный сет и ресет. И как следствие альтера тянет специальную сеть асинхронного сброса, которую не тянет ксалинкс (вроде бы).

Так что я бы все же рекомендовал следовать наставлениям венедра. Альтера предлагает сбрасывать все и асинхронно, ксалинкс рекомендует сбрасывать только что надо и синхронно, если я правильно помню.



Цитата(gin @ Sep 13 2017, 12:17) *
Вот как выглядит альтеровский триггер (в Arria 10)
Собственно видно, что у него есть только асинхронный сброс - поэтому квартус при всем желании не сможет асинхронно установить его в 1, только сбросить в 0
А вот синхронно можно установить как в 0, так и 1. Причем дополнительных слоев логики использовано для этого не будет. Все уже реализовано в самом триггере.


Теперь еще можно добавить что в разных семействах по разному, кажется в циклоне 4 было иначе. Так что выше сказанное я бы теперь переформулировал что надо следовать рекомендации производителя под конкретный чип.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
iosifk
сообщение Sep 13 2017, 09:58
Сообщение #19


Гуру
******

Группа: Модераторы
Сообщений: 4 011
Регистрация: 8-09-05
Из: спб
Пользователь №: 8 369



Цитата(Flip-fl0p @ Sep 13 2017, 10:12) *
Приветствую Уважаемые посетители форума.
Возникло некоторое недопонимание процесса инициализации регистров.
Хотелось бы услышать мнение более опытных коллег.


На самом деле вопрос сформулирован не правильно.
Разработка - это риск. Задача инженера - свести риск к минимуму. А значит по моему опыту необходимо строить проект следующим образом.
Все сигналы внутри проекта должны быть активны логической 1. И в том числе - сброс. Все регистры по исходному и по сбросу должны быть 0. Если нужна инверсия, то она делается на входе буфером или на выходе буфером. А все другие подходы увеличивают вероятность ошибки.


--------------------
www.iosifk.narod.ru
Go to the top of the page
 
+Quote Post
lembrix
сообщение Sep 13 2017, 10:19
Сообщение #20


Участник
*

Группа: Участник
Сообщений: 30
Регистрация: 13-04-17
Из: Зеленоград
Пользователь №: 96 508



Доводы против использования инициализации регистров вместо сброса:
1. Только для реконфигурируемых схем, ASIC не поддерживается.
2. Нет гарантии поддержки инициализации всеми синтезаторами.
3. Нет возможности сброса схемы в процессе работы.
4. Нет задержки на время стабилизации клока от PLL.
5. Нет возможности задержки выхода схемы из сброса.
6. Не поддерживается ALTERA Partial Reconfiguration.
7. Некоторые стандарты требуют сброса в явном виде.

Сообщение отредактировал lembrix - Sep 13 2017, 10:21
Go to the top of the page
 
+Quote Post
gin
сообщение Sep 13 2017, 10:37
Сообщение #21


Частый гость
**

Группа: Участник
Сообщений: 183
Регистрация: 17-12-10
Пользователь №: 61 682



Цитата(Golikov A. @ Sep 13 2017, 12:48) *
Тут я еще раз обращаю внимание что снимать его надо синхронно.


Да именно так. В момент асинхронного сброса у меня всегда присутствует синхронный. После снятия асинхронного - какое то время синхронный продолжает быть активным. Потом и он снимается.
В итоге получается - установка сброса асинхронная, а его снятие - синхронное.

Цитата(Golikov A. @ Sep 13 2017, 12:48) *
Так что выше сказанное я бы теперь переформулировал что надо следовать рекомендации производителя под конкретный чип.


Вот тут 100 процентов согласен с вами.


Цитата(iosifk @ Sep 13 2017, 12:58) *
Разработка - это риск. Задача инженера - свести риск к минимуму


Хорошая фраза, даже в подпись добавить можно
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Flip-fl0p
сообщение Sep 13 2017, 12:40
Сообщение #22


В поисках себя...
****

Группа: Свой
Сообщений: 729
Регистрация: 11-06-13
Из: Санкт-Петербург
Пользователь №: 77 140



Цитата
Теперь еще можно добавить что в разных семействах по разному, кажется в циклоне 4 было иначе. Так что выше сказанное я бы теперь переформулировал что надо следовать рекомендации производителя под конкретный чип.

А таковы вообще присутствуют ?
Мне, например, ни разу не попадались....
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Jackov
сообщение Sep 13 2017, 12:41
Сообщение #23


Местный
***

Группа: Участник
Сообщений: 294
Регистрация: 25-09-13
Из: Н.Новгород
Пользователь №: 78 485



Цитата(gin @ Sep 13 2017, 13:37) *
В момент асинхронного сброса у меня всегда присутствует синхронный. После снятия асинхронного - какое то время синхронный продолжает быть активным. Потом и он снимается.

Тогда зачем асинхронный сброс? Держите синхронный сброс какое-то количество тактов после стабилизации тактового сигнала, потом снимайте.
Я триггеры сбрасываю асинхронно, в качестве сигнала сброса применяю LOCK с PLL, пропущенный через два, иногда три, (для подавления метастабильностей) триггера. Тем самым и обеспечивается синхронное снятие сброса.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Tausinov
сообщение Sep 13 2017, 12:54
Сообщение #24


Частый гость
**

Группа: Участник
Сообщений: 135
Регистрация: 19-10-13
Пользователь №: 78 795



Цитата(Flip-fl0p @ Sep 13 2017, 15:40) *
А таковы вообще присутствуют ?
Мне, например, ни разу не попадались....


ug1026-ultrascale-migration-guide.pdf - вот, например. Там есть раздел Use of Control Signals.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
gin
сообщение Sep 13 2017, 13:38
Сообщение #25


Частый гость
**

Группа: Участник
Сообщений: 183
Регистрация: 17-12-10
Пользователь №: 61 682



Цитата(Jackov @ Sep 13 2017, 15:41) *
Тогда зачем асинхронный сброс? Держите синхронный сброс какое-то количество тактов после стабилизации тактового сигнала, потом снимайте.
Я триггеры сбрасываю асинхронно, в качестве сигнала сброса применяю LOCK с PLL, пропущенный через два, иногда три, (для подавления метастабильностей) триггера. Тем самым и обеспечивается синхронное снятие сброса.


Если пропадет клок, то без асинхронного сброса нельзя никак. То есть пропал клок - сбросили, снова появился - сначала сняли асинхронный сброс, потом синхронный. И работаем дальше
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Golikov A.
сообщение Sep 13 2017, 17:29
Сообщение #26


Гуру
******

Группа: Свой
Сообщений: 4 256
Регистрация: 17-02-06
Пользователь №: 14 454



Вообще есть стандарт

Код
reg [2:0] synced_reset_n;
wire s_reset_n;
assign s_reset_n = synced_reset_n[2];

always @(posedge clk or negedge reset_n)
begin
if(reset_n == 1'b0)
     synced_reset_n <= 3'b000;
else
     synced_reset_n <= {synced_reset_n[1:0], 1'b1};  
end


s_reset_n - синхронное снятие, асинхронная установка, плюс гарантированная пауза состояния сброса.



посмотрел описание библиотек ксалинкса, нашел все варианты и синхронного, и асинхронного, и снятия, и установки%)

В спартане 6 IO триггера вообще одновременно со всеми видами сброса и установки.
Go to the top of the page
 
+Quote Post

2 страниц V  < 1 2
Reply to this topicStart new topic
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 


RSS Текстовая версия Сейчас: 20th July 2025 - 07:46
Рейтинг@Mail.ru


Страница сгенерированна за 0.01476 секунд с 7
ELECTRONIX ©2004-2016