前言

锁存器( Latch )是数字逻辑电路中很重要的一种基本电路,常见的锁存器包括三个端口:数据输入口、数据输 口、使能端。当使能端为高电平时,输入口的数据直接送到输出口,此时输入输出口可以看成是直接连通的;当使能端为低电平时,输出口的数据保持之前的数据不变,无论输入口的数据怎么变化,输出都保持不变,就是把原来的状态锁存下来了(所以才叫锁存器)。锁存器与触发器的区别在于: 存器是电平触发,而触发器是边沿触发。 锁存器在不锁存数据时,输出随输入变化;但一旦数据锁存时,输入对输出不产生任何影响。数字电路设计中,不规范的描述语言,往往会产生意想不到的锁存器,导致综合出的数字电路出现逻辑错误。

提示:以下是本篇文章正文内容,下面案例可供参考

一、 if … else ….语句结构

在数字电路中,产生意外的锁存器的情况一般有以下两种:

1、 if … else ….语句结构中没有 else ,是不是在所有情况下,只要 if 后边没有 else 就会产生锁存器呢?(1)缺少 else 时,先看时序电路代码和 RTL 图:


(2)没有else时,再看组合逻辑电路和RTL图:

小结:(1)缺少 else 时,时序电路的 RTL 图生成的是一个 FDRE ,即 D 型触发器,没有生成锁存器。(2)缺少 else 时,组合逻辑电路的 RTL 图中生成了一个 LDCE ,即带异步复位的锁存器。

(3) if … else ….完整时,先看时序电路代码和 RTL 图:

(4) if … else ….完整时,组合电路代码和 RTL 图:

小结:(1) if … else ,结构完整时,时序电路的 RTL 图生成的还是一个 FDRE ,即 D 型触发器,与没有 else 时结果一样。(2) if … else ,结构完整时,组合逻辑电路的 RTL 图中生成了一个LUT2,即查找表,不再生成锁存器了 结论:在时序电路中, if … else ….结构完整与否对是否生成锁存器没有关系在组合逻辑电路中, if … else ….结构完整与否,直接影响组合逻辑电路是否生成锁存器。在组合逻辑电路中, if . else ….结构不完整时会导致电路生成不必要的锁存器,可能会导致综合出的组合逻辑电路的逻辑是错误的。

二、 case 结构

case 结构中的分支没有包含所有情况且没有 default 语句、此种情况经测试,与 if … else ….结构是否完整的结果是一样的。

总结

因此,在设计组合逻辑电路时,要注意将 if … else …结构中的 else 写完整, case 结构中一定要加上 default 语句,这样可以减少综合出锁存器的可能性。