fpga为什么不使用锁存器 FPGA不采用锁存器的原因

1、FPGA的结构特点

FPGA（Field Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑器件，其中包含了大量的逻辑单元、存储单元和输入输出端口等，采用可编程的硬件描述语言进行设计，并通过编程而实现特定功能。FPGA的逻辑资源如逻辑门、LUT等是可编程的，这使其具有灵活性和可重构性，同时也是FPGA的优势所在。

而锁存器作为一种组合逻辑电路，一般用于存储和延时数据，其输出值会跟随输入值发生变化。然而，在FPGA中，不使用锁存器的原因有以下几点：

2、延时和同步

嵌入式时序控制是FPGA中一个至关重要的因素。在一些特殊的情况下，使用锁存器会造成一些不必要的延迟和同步问题。在FPGA中，时序控制需要开发者自己掌握，而多种运行时延时会在复杂的FPGA系统中引入同步问题。如果使用锁存器，这些延时和同步问题都会被放大，因此很容易出现时序问题。相反，FPGA中使用同步器来解决同步问题，结构更加灵活，比锁存器更具优势。

3、资源浪费

在FPGA的架构中，逻辑单元是其重要的资源，因其可编程性，逻辑单元才能适应多种不同的应用场景。而锁存器需要消耗FPGA的逻辑资源，如果FPGA中使用锁存器，逻辑单元就会因为额外的锁存器资源而减少，这会在某种程度上浪费FPGA的资源。相比之下，同步器的资源消耗更低，更适合在FPGA中使用。

4、系统性能

锁存器的工作原理是通过时钟边沿信号控制输出信号的变化，而周期较短的时钟信号会降低FPGA系统性能。相反，同步器仅仅在时钟信号稳定时才进行输出，不同步时钟时可以任意输出高或低电平。快速切换时钟频率对于FPGA系统性能的影响很大，同步器相比锁存器能够更好地应对。同步器只在时钟稳定期间切换数据，可以更好地保证系统性能。