verilog语法之浅谈casecasezcasex

路科验证 2023-09-04 12:05

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1、语法说明

在rtl仿真中，有四种状态，分别是0、1、x（unknown values）和z（high-impedance values）。

case 结构体中：0，1，X与Z是四种不同的状态，case条件比较时会检测比较双方每个bit是否完全相等。

casez 结构体中：把Z当做don’t care conditions，case条件比较时，比较双方存在Z值的bit位不参与比较，其他比特位相等则视为条件命中

casex 结构体中：把Z和X当做don’t care conditions，case条件比较时，比较双方存在Z或者X的bit位不参与比较，其他比特位相等则视为条件命中

在SystemVerilog和Verilog中，

case、casex、casez都是可综合的
在casex、casez中推荐使用？来替换Z和X
case、casex、casez语句中，如果命中多个case条件，则执行命中的第一个case

2、案例解析

always@(*)    begin        case(sel[1:0])        2'b00: data1 = 3'd0 ;        2'b01: data1 = 3'd1 ;        2'b10: data1 = 3'd2 ;        2'b11: data1 = 3'd3 ;        2'b1z: data1 = 3'd4 ;        2'b1x: data1 = 3'd5 ;        default: data1 = 3'd7 ;        endcase    end    always@(*)    begin        casez(sel[1:0])        2'b00: data2 = 3'd0 ;        2'b01: data2 = 3'd1 ;        2'b10: data2 = 3'd2 ;        2'b11: data2 = 3'd3 ;        2'b1z: data2 = 3'd4 ;        2'b1x: data2 = 3'd5 ;        default: data2 = 3'd7 ;        endcase    end

always@(*)    begin        casex(sel[1:0])        2'b00: data3 = 3'd0 ;        2'b01: data3 = 3'd1 ;        2'b10: data3 = 3'd2 ;        2'b11: data3 = 3'd3 ;        2'b1z: data3 = 3'd4 ;        2'b1x: data3 = 3'd5 ;        default: data3 = 3'd7 ;        endcase    end

    
always@(*)    begin        casez(sel[1:0])        2'b00: data4 = 3'd0 ;        2'b01: data4 = 3'd1 ;        2'b10: data4 = 3'd2 ;        2'b11: data4 = 3'd3 ;        2'b1?: data4 = 3'd4 ;        2'b1x: data4 = 3'd5 ;        default: data4 = 3'd7 ;        endcase    end

always@(*)    begin        casex(sel[1:0])        2'b00: data5 = 3'd0 ;        2'b01: data5 = 3'd1 ;        2'b10: data5 = 3'd2 ;        2'b11: data5 = 3'd3 ;        2'b1?: data5 = 3'd4 ;        2'b1x: data5 = 3'd5 ;        default: data5 = 3'd7 ;        endcase    end

case语句中4种状态都会比较匹配

sel[1:0]为1’b1z时，命中了[2'b1z: data2 = 3'd4 ;]，data1被赋值3’d4
sel[1:0]为1’b1x时，命中了[2'b1x: data2 = 3'd5 ;]，data1被赋值3’d5

casez语句中Z状态会被忽略，不做比较，X依旧进行比较

sel[1:0]为1’b1z时，实际仅比较sel[1]，命中了[2'b10: data2 = 3'd2 ;]和[2'b1z: data2 = 3'd4; ]，根据优先级原则, data2被赋值3’d2
sel[1:0]为1’b1x时，依旧比较sel[1:0]，命中了[2'b1x: data2 = 3'd5 ;], data2被赋值3’d5

casex语句中Z和X状态会被忽略，不做比较

sel[1:0]为1’b1z时，实际仅比较sel[1]，命中了[2'b10: data2 = 3'd2 ;], data3被赋值3’d2
sel[1:0]为1’b1x时，实际仅比较sel[1]，命中了[2'b10: data2 = 3'd2 ;], data3被赋值3’d2

casez语句中采用？替换Z状态

sel[1:0]为1’b1z时，实际仅比较sel[1]，命中了[2'b10: data2 = 3'd2 ;], data4被赋值3’d2
sel[1:0]为1’b1x时，同时命中了[2'b1?: data4 = 3'd4 ;]和[2'b1x: data4 = 3'd5 ;]，根据优先级原则，data4被赋值3’d4

casex语句中采用？替换Z状态

sel[1:0]为1’b1z时，实际仅比较sel[1]，命中了[2'b10: data2 = 3'd2 ;]、[2'b1?: data5 = 3'd4 ;]、[2'b1x: data5 = 3'd5 ;]，根据优先级原则，data5被赋值3’d2
sel[1:0]为1’b1x时，实际仅比较sel[1]，命中了[2'b10: data2 = 3'd2 ;]、[2'b1?: data5 = 3'd4 ;]、[2'b1x: data5 = 3'd5 ;]，根据优先级原则，data5被赋值3’d2