【验证问题记录-001】后仿中无复位寄存器的初始化问题

【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。