原创 Difference between latch and FF

(文章来源：mfz118的个人空间，http://www.edacn.net/?87754)

 

latch和flip-flop都是时序逻辑，区别为：latch同其所有的输入信号相关，当输入信号变化时latch就变化，没有时钟端；flip-flop受时钟控制，只有在时钟触发时才采样当前的输入，产生输出。当然因为二者都是时序逻辑，所以输出不但同当前的输入相关还同上一时间的输出相关。
latch缺点：
1、没有时钟端，不受系统同步时钟的控制，无法实现同步操作；
2、对输入电平敏感，受布线延迟影响较大，很难保证输出没有毛刺产生；
在xilinx和altera器件的slice和LE中都能够同时支持生产d-latch和d-ff，在这一层面上二者有什么区别暂时没有想到。如果使用门电路来搭建latch和ff，则latch消耗的门资源比ff要少，这是latch比ff优越的地方。

又查了sp3和sp2e，别的不查了，手册上说支持这种配置。有关altera的表述wangdian说的对，altera的ff不能配置成latch，它使用查找表来实现latch，

一般的设计规则是：在绝大多数设计中避免产生ＬＡＴＣＨ．
它会让您设计的时序完蛋，并且它的隐蔽性很强，非老手不能查出．
latch最大的危害在于不能过滤毛刺。这对于下一级电路是极其危险的。
所以，只要能用D触发器的地方，就不用latch。
有些地方没有时钟，也只能用latch了。

很简单一个例子来说明:
比如现在用一个clk接到latch的使能端(假设是高电平使能),这样需要的setup时间,就是数据在时钟的下降沿之前需要的时间,但是如果是一个DFF,那么setup时间就是在时钟的上升沿需要的时间.这就说明如果数据晚于控制信号的情况下，只能用latch,这种情况就是,前面所提到的latch timing borrow.基本上相当于借了一个高电平时间.也就是说，latch借的时间也是有限的.

对latch进行STA的分析其实也是可以,但是要对工具相当熟悉才行.不过很容易出错.当前PrimeTime,是支持进行latch分析的.现在一些综合工具内置的STA分析功能也支持,比如RTL compiler, Design Compiler.
除了ASIC里可以节省资源以外。
我感觉latch这个东西在同步设计里出现的可能还是挺小的吧，
现在处理过程中大都放在ff里打一下，
影响不太大吧

组合逻辑避免产生latch的一种常用做法。

              在process里面的最开头对组合逻辑的输出赋初值。举例说明如下：

              process (Rdlenth,WrAddr_En,RdAddr_En,MRd_En,MWr_En,lm_Ackn)

          begin

            next_state<=cur_state；

            case  cur_state  is

                       when idle=>

                         if(xxxx) then

                              next_state<=busy;

                            else

                              。。。。。。

                            endif;

                     。。。。。。

              End process;

       相当的电路是在每个状态底下，如果下一个clk到来时，下一个状态条件没满足，状态机继续留在原状态，相当于在cur_state的寄存器前面做了一个选择器。

  原因分析：为什么是这样的，要把的语法拿出来复习了：在一个进程以内，对一个信号如果多次赋值，最后一个对信号的赋值有效。

VIA题目显然   

题目问的是这两个代码哪个综合更容易产生latch
if case不全会产生latch
代码1
always @(enable or ina or inb)
  begin
   if(enable)
    begin
     data_out = ina;
    end
    else
    begin
      data_out = inb;
    end
  end
代码2
input [3:0] data_in;
always @(data_in)
   begin
     case(data_in)
       0 :         out1 = 1'b1;
       1,3 :       out2 = 1'b1;
       2,4,5,6,7 : out3 = 1'b1;
       default :   out4 = 1'b1;
      endcase
   end