时序电路为什么在FPGA上综合成了latch？

有群友提问，下面的代码为什么在DC里可以综合成DFF，而在FPGA上却综合成了latch。

 

always@(posedge clk, negedge rstn, negedge setn)
  if(!rstn)
    a <= 1'b0;
  else if(!setn)
    a <= 1'b1;
  else 
    a <= a;

 

我们可以看到这段代码有两个特别之处：

同时有异步复位和异步置位

除了复位和置位，数据要保持

我们可以画出这段代码的逻辑图，如下图。这图也就是DC综合出来的结果。

那在FPGA上为什么会变成latch呢？有人说FPGA平台没有latch，但quartus里确实报了生成latch的warning。我们来试着把电路等价变换，先把setn端简化掉：

我们看到上图左边dff的逻辑，当rstn==0时，dff输出0，否则就保持。这不就是latch的逻辑吗？整理出下图：

由此可见FPGA平台综合成latch也是有可能的。

后来让群友直接看看FPGA平台综合出来的电路图，看看究竟是什么样的电路。群友回复如下：

哎，真是神奇！时钟都优化没了，直接用了一个带复位和置位的latch。看了这个电路的逻辑，确实与一开头的RTL等价的，并且还不需要数据loop了，挺简洁的。

所以得出结论，FPGA平台之所以与DC有差异，只是综合策略或者说是综合引擎优化算法的问题。综合结果都是可以用的。

审核编辑：刘清