问题:

什么是锁存器?

什么时候出现锁存器?

锁存器对电路有什么影响?

如何在FPGA设计中避免锁存器?

在FPGA设计中应该避免锁存器.实际上,锁存器与D触发器实现的逻辑功能基本相同,都有暂存数据的功能。但如果两者都由与非门搭建的话,锁存器耗用的逻辑资源要比D触发器少(D触发器需要12个MOS管,锁存器只需6个MOS管),锁存器的集成度更高。所以在的ASIC设计中会用到锁存器。但锁存器对毛刺敏感,无异步复位端,不能让芯片在上电时处在确定的状态;另外,锁存器会使静态时序分析变得很复杂,不利于设计的可重用,所以,在ASIC设计中,除了CPU这高速电路,或者RAM这种对面积很敏感的电路,一般不提倡用锁存器。

FPGA的底层基本组件是查找表(LUT)和D触发器,并不存在锁存器,所以,FPGA中综合出来的锁存器都是由查找表和寄存器构成的,反而会更耗资源。

基于以上原因,在FPGA设计中,应该避免使用锁存器。在组合电路中,可以通过让代码覆盖所有条件分支,或者在组合进程中以赋默认值的方式避免锁存器。在具体实现中:

always @(*) 这种语句中当条件语句没有覆盖到所有分支时将产生锁存器,即if和case条件不全时综合器会综合出锁存器。

以下是通过在always电平敏感进程中通过赋默认值避免产生锁存器。

always @(sel or a)

begin

y2 = 3’b000; //赋默认值,避免产生锁存器

casex(sel)

3’bxx1: y2 = a[0];

3’bx1x: y2 = a[1];

3’b1xx: y2 = a[2];

endcase

end

在写三段式状态机时,在写状态转换时也会用到这个技巧:

always @(*)

begin

n_state = c_state; //赋默认值,避免产生锁存器

case(c_state)

IDLE:

n_state = RD;

RD:

endcase

end

注:锁存器是个时序电路,还是组合电路?

参考文献:

[1] 王钿, 卓兴旺. 基于VerilogHDL数据系统应用设计(第2版). 国防工业出版社. 2007,08.

[2] Verilog. https://en.wikipedia.org/wiki/Verilog. 2015,08,10.

Verilog设计中的锁存器的更多相关文章

  1. 硬件描述语言Verilog设计经验总结

    一.硬件描述语言Verilog 粗略地看Verilog与C语言有许多相似之处.分号用于结束每个语句,注释符也是相同的(/* ... */和// 都是熟悉的),运算符"=="也用来测 ...

  2. verilog 2001中的一些新语法

    比较有用的:1,generate语句,但需注意,generate-for中变量范围是已知的确定值, generate-case,generate-if语句中变量都必须是固定的, generate必须跟 ...

  3. 数字设计中的时钟与约束(gate)

    转载:https://www.cnblogs.com/IClearner/p/6440488.html 最近做完了synopsys的DC workshop,涉及到时钟的建模/约束,这里就来聊聊数字中的 ...

  4. FPGA异步时钟设计中的同步策略

    1 引言    基于FPGA的数字系统设计中大都推荐采用同步时序的设计,也就是单时钟系统.但是实际的工程中,纯粹单时钟系统设计的情况很少,特别是设计模块与外围芯片的通信中,跨时钟域的情况经常不可避免. ...

  5. Verilog HDL中阻塞语句和非阻塞语句的区别

    在Verilog中有两种类型的赋值语句:阻塞赋值语句(“=”)和非阻塞赋值语句(“<=”).正确地使用这两种赋值语句对于Verilog的设计和仿真非常重要. Verilog语言中讲的阻塞赋值与非 ...

  6. 全数字锁相环(DPLL)的原理简介以及verilog设计代码

    随着数字电路技术的发展,数字锁相环在调制解调.频率合成.FM 立体声解码.彩色副载波同步.图象处理等各个方面得到了广泛的应用.数字锁相环不仅吸收了数字电路可靠性高.体积小.价格低等优点,还解决了模拟锁 ...

  7. 【CPU微架构设计】利用Verilog设计基于饱和计数器和BTB的分支预测器

    在基于流水线(pipeline)的微处理器中,分支预测单元(Branch Predictor Unit)是一个重要的功能部件,它负责收集和分析分支/跳转指令的执行结果,当处理后续分支/跳转指令时,BP ...

  8. Verilog设计Valid-Ready握手协议

    转自http://ninghechuan.com 我不生产知识,我只是知识的搬运工. Handshake Protocol握手协议!为了保证数据传输过程中准确无误,我们需要加上握手信号来控制信号的传输 ...

  9. 在嵌入式设计中使用MicroBlaze(Vivado版本)(转)

    原文Xilinx官方文档<ug898-vivado-embedded-design>第三章 一.MicroBlaze处理器设计介绍(略) 二.创建带有MicroBlaze处理器的IP设计 ...

随机推荐

  1. 网络编程、三要素、Socket通信、UDP传输、TCP协议、服务端(二十五)

    1.网络编程概述 * A:计算机网络 * 是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备,通过通信线路连接起来,在网络操作系统,网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下,实现资源共享和信息传 ...

  2. hdu1226

    hdu1226 :点击打开题目链接 本题目由于题目意思,容易得知是一道广搜的题目. 首先. 我们需要知道 ,大数取模,比如 如何判断1234567 对15 取模的数为多少?答案是7,但是如果他是大数怎 ...

  3. LA-5052 (暴力)

    题意: 给[1,n]的两个排列,统计有多少个二元组(a,b)满足a是A的连续子序列,b是B的连续子序列,a,b中包含的数相同; 思路: 由于是连续的序列,且长度相同,可以枚举一个串的子串,找出这个子串 ...

  4. UVA-11082 Matrix Decompressing(有上下界的最大流)

    题目链接: Matrix Decompressing 题意: 给一个矩阵的每行和每列的和,(给的是前i行或者列的和); 矩阵中每个元素的值在1到20之间,找出这样的一个矩阵: 思路: 把它转化成一个二 ...

  5. 安卓开发eclipse如何导出项目

    安卓开发如何导出项目 方法/步骤   1 首先打开eclipse 2 选择file然后选择export 3 选择android application 4 点击next 5 选择项目browse可以更 ...

  6. data对象转化成后端需要的json格式

    data=JSON.stringify(json_data); $.ajax({type:'post',url:url+'warehouse/create_alliance_out/',data:da ...

  7. Drools6:规则互斥

    在Drools中,有的时候会出现一种情况,一个事实Fact,满足了两个规则. 比如Fact的POJO是下面的 public class Message { public static final in ...

  8. Ruby 全局变量,实例变量,类变量

    class Computer $manufacturer = "Mango Computer, Inc." # “$" 是全局变量关键字 @@num_of_instanc ...

  9. Spring-SpringMVC父子容器&AOP使用总结

    此文已由作者尧飘然授权网易云社区发布. 欢迎访问网易云社区,了解更多网易技术产品运营经验. Spring&SpringMVC Spring&SpringMVC作为bean管理容器和MV ...

  10. SCUT - 249 - A piece of Cake - 组合数学

    https://scut.online/contest/25/I 由结论:d维物体切n刀分成的部分=sum(C(n,0)~C(n,d)),直接算就行了.