chisel Reset的三种类型和同步异步寄存器

一、Reset三种类型

从Chisel3.2.0开始，Chisel 3支持同步和异步复位，这意味着我们可以生成同步复位和异步复位寄存器。寄存器的类型取决于与其相关的复位信号的类型。

• Bool - constructed with Bool(). 同步复位信号
• AsyncReset - constructed with AsyncReset(). 异步复位信号
• Reset - constructed with Reset(). 自动推断类型的抽象reset

二、Reset类型推断

这里的英文还不太理解，就不翻译了，直接贴出原文。

三、隐式的Reset

具有隐式复位信号的Module和MultiIOModule的隐式reset是抽象的Reset类型，并且默认推断为Bool类型的，也就是同步信号。

但是我们可以在定义模块时通过混入以下特质，覆盖掉自动推断的模式，将reset的类型设置成我们想要的类型。如下所示：

• RequireSyncReset - sets the type of reset to Bool
• RequireAsyncReset - sets the type of reset to AsyncReset

class MyAlwaysSyncResetModule extends MultiIOModule with RequireSyncReset {
  val mySyncResetReg = RegInit(false.B) // reset is of type Bool
}

class MyAlwaysAsyncResetModule extends MultiIOModule with RequireAsyncReset {
  val myAsyncResetReg = RegInit(false.B) // reset is of type AsyncReset
}

四、类型不确定的Reset举例

class ResetAgnosticRawModule extends RawModule {
  val clk = IO(Input(Clock()))
  val rst = IO(Input(Reset()))
  val out = IO(Output(UInt(8.W)))

  val resetAgnosticReg = withClockAndReset(clk, rst)(RegInit(0.U(8.W)))
  resetAgnosticReg := resetAgnosticReg + 1.U
  out := resetAgnosticReg
}

在上述代码中，rst的定义使用的是Reset()，此时的复位信号的类型需要自动推断，所以寄存器resetAgnosticReg是同步还是异步我们并不知道。

我觉得这样做的好处是，当我们给上述模块分别提供同步复位信号和异步复位信号时，可以使其生成不同的电路，也即产生不同类型的寄存器。接下来会结合强制类型转换举一个具体的例子。

五、Reset类型强制转换

在三中我们已经说过，我们可以手动设置隐式复位信号的类型，这里再介绍另一种方式：

• .asBool ，将Reset类型强制转换成Bool

class ForcedSyncReset extends MultiIOModule {
    val out = IO(Output(UInt(8.W)))
    // withReset's argument becomes the implicit reset in its scope
    withReset (reset.asBool()) {

      // RawModules do not have implicit resets so withReset has no effect
      val myRawModule = Module(new ResetAgnosticRawModule)
      // We must drive the reset port manually
      myRawModule.clk := Module.clock
      // Module.reset grabs the current implicit reset
      myRawModule.rst := Module.reset 

      out := myRawModule.out
  }
}

module ResetAgnosticRawModule(
  input        clk,
  input        rst,
  output [7:0] out
);
`ifdef RANDOMIZE_REG_INIT
  reg [31:0] _RAND_0;
`endif // RANDOMIZE_REG_INIT
  reg [7:0] resetAgnosticReg; // @[Reset.scala 17:61]
  wire [7:0] _T_1 = resetAgnosticReg + 8'h1; // @[Reset.scala 18:40]
  assign out = resetAgnosticReg; // @[Reset.scala 19:7]
  always @(posedge clk) begin
    if (rst) begin // @[Reset.scala 17:61]
      resetAgnosticReg