【验证问题记录-001】后仿中无复位寄存器的初始化问题
1. 问题背景
在数字设计中,为了追求极致的性能、面积与功耗,经常会使用无复位的寄存器,相对于有复位的寄存器,无复位寄存器具有以下优点:
**面积小:**无复位寄存器通常比带有复位功能的寄存器占用更少的硬件资源。在芯片设计中,面积是一个重要的考虑因素,因为较小的面积可以降低芯片成本、提高集成度。
**功耗低:**由于无复位寄存器的结构相对简单,其功耗通常比带有复位功能的寄存器低。这对于低功耗设计非常重要,特别是在移动设备和嵌入式系统中。
**性能高:**在某些情况下,无复位寄存器可以提供更高的性能。例如,在高速数据传输和处理中,无复位寄存器可以减少复位操作带来的延迟,提高系统的响应速度。
但是使用无复位寄存器最大的问题是初始状态不确定,无复位寄存器在上电或系统启动时,其初始状态是不确定的。这可能会导致系统在启动时出现不可预测的行为,需要额外的逻辑来处理初始状态的不确定性。在数字设计中使用无复位寄存器需要权衡其优缺点,并谨慎处理。
根据复位值是否使用,可以划分为两种情况,第一种情况为复位结束后不使用复位值。例如在数据传输时,除了数据信号外,还有指示数据是否有效的指示信号,这种情况下,数据信号的复位值是无意义的。第二种情况为复位结束后使用复位值,但对于值是多少并不敏感。例如时钟分频电路。
在数字后仿中,针对第一种情况,无需处理,而针对第二种情况,就需要使用仿真工具提供的一些方法,给予相应寄存器一个初值。
2. 问题描述
以下代码是一个时钟8分频电路模块,因为有initial
语句的初始化,所有在RTL级功能仿真时不会有问题,但是该RTL在综合为网表后,initial
语句将会被忽略,在后仿中cnt
的值会一直保持为不定态x
,给仿真带来功能性问题。