Verilog关键词的多分支语句实例详解

关键词：case，选择器

case 语句是一种多路条件分支的形式，可以解决 if 语句中有多个条件选项时使用不方便的问题。

case 语句

case 语句格式如下：

case(case_expr)
condition1 : true_statement1 ;
condition2 : true_statement2 ;
……
default : default_statement ;
endcase

case 语句执行时，如果 condition1 为真，则执行 true_statement1 ; 如果 condition1 为假，condition2 为真，则执行 true_statement2；依次类推。如果各个 condition 都不为真，则执行 default_statement 语句。

default 语句是可选的，且在一个 case 语句中不能有多个 default 语句。

条件选项可以有多个，不仅限于 condition1、condition2 等，而且这些条件选项不要求互斥。虽然这些条件选项是并发比较的，但执行效果是谁在前且条件为真谁被执行。

ture_statement1 等执行语句可以是一条语句，也可以是多条。如果是多条执行语句，则需要用 begin 与 end 关键字进行说明。

case 语句支持嵌套使用。

下面用 case 语句代替 if 语句实现了一个 4 路选择器的功能。仿真结果与 testbench 可参考条件语句一章，两者完全一致。

module mux4to1(
input [1:0] sel ,
input [1:0] p0 ,
input [1:0] p1 ,
input [1:0] p2 ,
input [1:0] p3 ,
output [1:0] sout);
reg [1:0] sout_t ;
always @(*)
case(sel)
2\’b00: begin
sout_t = p0 ;
end
2\’b01: sout_t = p1 ;
2\’b10: sout_t = p2 ;
default: sout_t = p3 ;
endcase
assign sout = sout_t ;
endmodule

case 语句中的条件选项表单式不必都是常量，也可以是 x 值或 z 值。

当多个条件选项下需要执行相同的语句时，多个条件选项可以用逗号分开，放在同一个语句块的候选项中。

但是 case 语句中的 x 或 z 的比较逻辑是不可综合的，所以一般不建议在 case 语句中使用 x 或 z 作为比较值。

例如，对 4 路选择器的 case 语句进行扩展，举例如下：

case(sel)
2\’b00: sout_t = p0 ;
2\’b01: sout_t = p1 ;
2\’b10: sout_t = p2 ;
2\’b11: sout_t = p3 ;
2\’bx0, 2\’bx1, 2\’bxz, 2\’bxx, 2\’b0x, 2\’b1x, 2\’bzx :
sout_t = 2\’bxx ;
2\’bz0, 2\’bz1, 2\’bzz, 2\’b0z, 2\’b1z :
sout_t = 2\’bzz ;
default: $display(\”Unexpected input control!!!\”);
endcase

casex/casez 语句

casex、 casez 语句是 case 语句的变形，用来表示条件选项中的无关项。

casex 用 "x" 来表示无关值，casez 用问号 "?" 来表示无关值。

两者的实现的功能是完全一致的，语法与 case 语句也完全一致。

但是 casex、casez 一般是不可综合的，多用于仿真。

例如用 casez 语句来实现一个 4bit 控制端的 4 路选择选择器。

module mux4to1(
input [3:0] sel ,
input [1:0] p0 ,
input [1:0] p1 ,
input [1:0] p2 ,
input [1:0] p3 ,
output [1:0] sout);
reg [1:0] sout_t ;
always @(*)
casez(sel)
4\’b???1: sout_t = p0 ;
4\’b??1?: sout_t = p1 ;
4\’b?1??: sout_t = p2 ;
4\’b1???: sout_t = p3 ;
default: sout_t = 2\’b0 ;
endcase
assign sout = sout_t ;
endmodule