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 ;
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

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