锁存器Latch和触发器Flip-flop有何区别

锁存器Latch概述

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器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。锁存器是利用电平控制数据的输入，它包括不带使能控制的锁存器和带使能控制的锁存器。

锁存器Latch结构

latch：锁存器，是由电平触发，结构图如下：

锁存器latch的优缺点

优点：

1、面积比ff小

门电路是构建组合逻辑电路的基础，而锁存器和触发器是构建时序逻辑电路的基础。门电路是由晶体管构成的，锁存器是由门电路构成的，而触发器是由锁存器构成的。也就是晶体管-》门电路-》锁存器-》触发器，前一级是后一级的基础。latch完成同一个功能所需要的门较触发器要少，所以在asic中用的较多。

2、速度比ff快

用在地址锁存是很合适的，不过一定要保证所有的latch信号源的质量，锁存器在CPU设计中很常见，正是由于它的应用使得CPU的速度比外部IO部件逻辑快许多。

缺点：

1、电平触发，非同步设计，受布线延迟影响较大，很难保证输出没有毛刺产生

2、latch将静态时序分析变得极为复杂

触发器Flip-flop结构

lip-flop：触发器，是时钟边沿触发，可存储1bitdata，是register的基本组成单位，结构图如下：

flip-flop的优缺点

优点：

1、边沿触发，同步设计，不容易受毛刺的印象

2、时序分析简单

缺点：

1、面积比latch大，消耗的门电路比latch多

锁存器Latch和触发器flipflop的区别

1、锁存器Latch和触发器flipflop

锁存器能根据输入端把结果自行保持;触发器是指由时钟边沿触发的存储器单元；由敏感信号（电平，边沿）控制的锁存器就是触发器；

2、写电路时，产生锁存器的原因

if语句中，没有写else，默认保持原值，产生锁存器，可能不是想要的结果；

case语句中，没有写完整default项，也容易产生锁存器；

例子：

always@（aorb）

begin

if（a）q=b;

end

产生了锁存器，如下

没有锁存器的情况

always@（aorb）

begin

if（a）q=b;

elseq=0;

end

3、避免使用D锁存器，尽量使用D触发器

D锁存器

moduletest_latch（y，a，b）;

outputy;inputa;inputb;regy;

always@（aorb）begin

if（a==1’b1）

y=b;

endendmodule

D触发器

moduletest_d（y，clk，a，b）;

outputy;inputclk;inputa;inputb;regy;

always@（posedgeclk）begin

if（a==1‘b1）

y=b;

endendmodule

从图8可知，例10对应的电路是D触发器。信号a被综合成D触发器的使能端，只有在时钟上沿到来且a为高时，b信号的值才能传递给a；只要在时钟上升沿期间信号b是稳定，即使在其他时候b还有毛刺，经过D触发器后数据是稳定的，毛刺被滤除。