总是会遇到有写文档中提到，不要生成锁存器。问题是
一： 什么叫锁存器
二 ： 为什么不要生成锁存器
三 ： 如何避免生成锁存器
好，现在就这三个问题，一一做出解答
一 什么叫锁存器
锁存器(Latch)是一种对脉冲电平敏感的存储单元电路，它们可以在特定输入脉冲电平作用下改变状态。锁存，就是把信号暂存以维持某种电平状态。锁存器的最主要作用是缓存，其次完成高速的控制其与慢速的外设的不同步问题，再其次是解决驱动的问题，最后是解决一个 I/O 口既能输出也能输入的问题。
我的理解就是一个锁进信号并存储一段时间的电路，简称锁存器。
二 为什么不要生成锁存器
一种说法 ： 把该信号的变化暂存起来，待敏感电平列表中的某一个信号变化时再起作用，纯组合逻辑电路不可能作到这一点，综合器会发出警告。综合工具会将Latch优化掉，造成前、后仿真结果不一致。
第二种说法： 锁存器为电平触发，无效电平锁存，有效电平输入即反应到输出，由于延时不同容易产生毛刺。组合逻辑中数据不需要锁存，需要避免产生锁存器。FPGA资源中木有锁存器，需要触发器加逻辑门构成，消耗逻辑资源较多，但有时为了需要满足一些规范协议，会用到锁存器，总之FPGA用的很少。 而ASIC设计中，由于锁存器构成较简单，传输速度快，用锁存器可以有效提高集成度，所以用的比较多！
三 如何避免生成锁存器
一份资料说 在case （） 后面加上 //synthesis full_case。代码中//synthesis full_case 是综合命令，告知综合工具case中已是全部列举可能的情况，这样综合后无锁存器。又有人说他在以下代码中加入 //synthesis full_case 没有效果
module datadistributor(datain,sel,enable,a,b,c,d);
input datain;
input[:] sel;
input enable;
output a;
output c;
output d;
output b;
reg a,b,c,d;
always @(datain or enable or sel)
begin
if(enable=='b1)
begin
case(sel)
'b00:a<=datain;
'b01:b<=datain;
'b10:c<=datain;
'b11:d<=datain;
default:a<=datain;
endcase
end
else
begin
a<='bz;
b<='bz;
c<='bz;
d<='bz;
end
end
endmodule
这个帖子的结论就是 //synthesis full_case 去除的是没有描述到的case情况所产生的锁存器。所以上述代码中产生的锁存器是无法通过这条简单的语句来消除的，好又有大神提及到
在 always 块的 if..else 语句中如果所列的条件不完整，综合时则会产生锁存器。
example：
always @(action)
if(action) out1 <= 1'b1;
if(action) out1 <= 1'b1;
没有考虑到 !action 的情况，默认out1保持不变，这就产生了锁存器。
优化方法：1.列出 !action 的情况，2.对out1赋初始值
1.always @(action)
if(action) out1 <= 1'b1;
if(action) out1 <= 1'b1;
else out1 <= 1'b0;
|
2.always @(action) begin
out <= 1'b0;
if(action) out1 <= 1'b1;
end
满满以为这个我就可以大功告成，总算知道怎么样避免产生锁存器了。于是检查了一下我的代码，发现锁存器好多啊，比如这个
//pulse_count and bit_count
reg [:] pulse_count = 'd0;
reg [:] bit_count = 'd0;
always @ (posedge i2c_clk) begin
if (curr_state == `IDLE) begin
pulse_count <= 'd0;
bit_count <= 'd0;
end else begin
if (pulse_count == 'd4) pulse_count <= 3'd0;
else if ((curr_state != `WAIT) || scl )
pulse_count <= pulse_count + 'd1;
if (((curr_state == `TX) || (curr_state == `RX)) && (pulse_count == 'd4)) begin
if (bit_count == 'd8) bit_count <= 4'd0;
else bit_count <= bit_count + 'd1;
end
end
end
第12行产生的真值表并不全面那么事产生了锁存器吗？这个是李亚民老师的代码
上面那位大神博文我只看了一半，后来才发现下面这么写：
但是，在描述时序逻辑的时候，也通常利用 if 语句的隐式条件对带时钟使能的 D 触发器建模
example：
always@(posedge clk, negedge rst_n) begin
if(!rst_n) sum <= 0;
else if(EN) sum <= a+b;
表示在时钟正沿来临时，如果 EN 为 1 ，则将 a+b 的值赋给 sum， 言下之意是如果 EN 为 0， 那么 sum 保持原值不变。这里综合工具会把代码综合成一个带时钟使能的 D 触发器。
结论 ： 组合逻辑，有无效状态就会产生锁存器
（补充：看到博文说case 有优先级，可是我记得在特权的书上以及自己做的实验上是看到if else 有优先级，case是并行处理的啊。当时我记得看的是RTL viewer,是不死后粗糙了点。是不是要去追寻到更底层去验证呢）