SoC复位电路设计：抑制亚稳态与提升抗干扰能力

"该文介绍了一种针对片上系统（SoC）的复位电路设计，旨在解决亚稳态问题，增强抗干扰能力，并确保软硬件协同设计的正确性。设计包括上电复位处理、外部复位处理、软件复位与看门狗复位处理，以及复位信号产生的功能模块。通过Xilinx Spartan-6 FPGA进行验证，证明该电路能有效抑制90纳秒以下的外部干扰，并产生所需复位信号。" 在片上系统（SoC）设计中，复位电路扮演着至关重要的角色，因为它确保系统在启动或异常情况下能正确重置。本文提出的设计着重于同步化处理和抗干扰能力的提升。首先，上电复位处理电路用于同步化来自模拟部分的不确定相位的上电复位信号（POR），通过两组同步器在不同时钟域进行处理，减少亚稳态对电路的影响。亚稳态是数字系统中的一种不稳定性状态，可能导致错误的逻辑输出，同步化处理能有效避免这一问题。 其次，外部复位处理电路针对可能受到环境干扰和用户操作抖动的外部复位信号（external_reset）进行优化。设计中采用去抖电路进行滤波，消除潜在的信号波动，以保证复位信号的稳定性，防止系统因外部因素而频繁复位，影响其正常运行。 此外，电路还包括软件复位和看门狗复位处理，满足多样化复位需求。软件复位允许系统在运行过程中通过软件指令进行复位，而看门狗复位是一种定时复位机制，确保系统在长时间无响应时能够自动恢复。这些复位机制的集成设计考虑了不同场景下的应用，确保了系统的健壮性和可靠性。 为了提高测试效率，设计中还实施了可测性设计（DFT），使得电路更便于测试和调试。DFT技术通常包括扫描链、边界扫描等方法，使内部信号可以通过测试接口访问，简化故障定位和修复过程。 最后，该复位电路在Xilinx Spartan-6 FPGA平台上进行了实际验证，结果表明，电路能有效地抑制90纳秒以下的外部干扰，并且能产生系统所需的各种复位信号，确保了SoC在复杂环境下的稳定运行。 该设计提供了一种全面的SoC复位解决方案，涵盖了复位同步化、抗干扰、多种复位方式和可测性设计等多个方面，对于提升SoC系统性能和可靠性具有重要意义。