جملة Case

جزء من قسم الأساسيات في رحلة Verilog على Coddy — الدرس 55 من 90.

تتيح لك عبارة case الاختيار بين العديد من الإجراءات المختلفة بناءً على قيمة تعبير واحد. وتعتبر بديلاً أنظف لعبارات if-else المتعددة عند مقارنة المتغير نفسه بعدة قيم مختلفة.

تُقارن عبارة case بين expression وقائمة من القيم وبتنفذ الكتلة المتطابقة. هي بتشتغل زي فرع متعدد الاتجاهات.

الصياغة:

case (expression)
  value1: statement1;
  value2: statement2;
  default: default_statement;
endcase

يُنصح بشدة بتضمين <strong>default</strong> دائمًا في عبارة <strong>case</strong> التجميعية. من دون default، إذا أخذ sel قيمة غير متوقعة (مثل X أو Z)، فلن يتم تعيين قيمة لـ out وسوف يحتفظ بقيمته السابقة (latch). ينشئ هذا ذاكرة غير مقصودة (مزلاج) بدلاً من منطق تجميعي خالص.

مثال بسيط

case (sel)
  2'b00: out = a;
  2'b01: out = b;
  2'b10: out = c;
  default: out = 0;
endcase

إذا كان sel هو 00، فسيحصل out على a. وإذا كان sel هو 01، فسيحصل out على b. وإذا كان sel هو 10، فسيحصل out على c.

وإلا، يحصل out على 0.

عبارات متعددة لكل حالة Case

استخدم begin و end للعبارات المتعددة:

case (state)
  2'b00: begin
    out = a;
    flag = 1;
  end
  2'b01: begin
    out = b;
    flag = 0;
  end
  default: out = 0;
endcase

قواعد مهمة

القاعدة	الشرح
يجب أن تكون قيم Case فريدة	في حالة وجود تكرار، يتم تنفيذ الفرع المطابق الأول فقط
يجب أن تطابق القيم عرض البتات (bit width)	`2'b01` وليس `1'b1`
العبارة `default` اختيارية ولكن يوصى بها	تلتقط القيم غير المخططة (unmapped values)
بدون `default`، تتسبب القيم غير المخططة في إنشاء latches	في المنطق التجميعي (combinational logic)

Case مقابل If-Else

	Case	If-Else
الأفضل لـ	متغير واحد، قيم متعددة	شروط معقدة
إمكانية القراءة	واضحة جداً	قد تصبح غير مرتبة
مثال	Multiplexer، decoder	Comparator، فحص النطاقات

التحدي

أكمل جملة Case

ما يجب فعله:

أضف جملة case المفقودة لجعل هذا المبدل (multiplexer) يعمل.

كيف يعمل:

عندما يكون select = 2'b00، فإن result = in0
عندما يكون select = 2'b01، فإن result = in1
عندما يكون select = 2'b10، فإن result = in2
عندما يكون select = 2'b11، فإن result = in3

جرّب بنفسك

module mux4 (
  input [1:0] select,
  input in0, in1, in2, in3,
  output reg result
);
  
  always @(*) begin
    // TODO: أضف عبارة case
    // select=00 -> result = in0
    // select=01 -> result = in1
    // select=10 -> result = in2
    // select=11 -> result = in3
    // default -> result = 0
  end
  
endmodule