عبارة 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. وهي بديل أكثر وضوحًا من استخدام عبارات if-else متعددة عند مقارنة المتغير نفسه بالعديد من القيم المختلفة.

تقارن عبارة case تعبيرًا بقائمة من القيم وتنفّذ الكتلة المطابقة. وهي تشبه التفرع متعدد المسارات.

الصياغة:

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

يوصى بشدة بتضمين default دائمًا في عبارة case توافقية. من دون default، إذا أخذت sel قيمةً لا يسردها أي بند في case، فلن تُسنَد قيمة إلى out وستحتفظ بقيمتها السابقة. عندما لا يكون لقيمة sel المكوّنة من بتات 0 و1 فقط فرعٌ مطابق، ينشئ التوليف ذاكرة غير مقصودة (مزلاج) بدلًا من منطق توافقي صرف. كما أن وجود X أو Z في sel يترك out دون تغيير في المحاكاة، لكنه لا ينشئ مزلاجًا.

مثال بسيط

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

إذا كانت sel تساوي 00، فستأخذ out قيمة a. إذا كانت sel تساوي 01، فستأخذ out قيمة b. إذا كانت sel تساوي 10، فستأخذ out قيمة c.

وإلا، فستكون قيمة out هي 0.

عبارات متعددة لكل حالة

استخدم begin وend لكتابة عدة عبارات:

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	التفسير
ينبغي أن تكون قيم الحالات فريدة	عند وجود قيم مكررة، يُنفَّذ الفرع المطابق الأول فقط
ينبغي أن تتوافق القيم مع عرض البتات	اكتب `2'b01`، وليس `1'b1` (تُستكمل القيمة الأقصر بأصفار)
استخدام `default` اختياري، لكنه موصى به	يلتقط القيم غير المعينة
من دون `default`، تتسبب القيم غير المعينة في مزاليج	في المنطق التوافقي

Case مقابل If-Else

	Case	If-Else
الأنسب لـ	متغير واحد، وقيم متعددة	الشروط المعقدة
سهولة القراءة	واضح جدًا	قد يصبح مربكًا
مثال	مبدّل متعدد الإرسال، مفكّك ترميز	مقارن، فحوصات النطاق

التحدي

أكمل تعليمة case

ما المطلوب:

أضف تعليمة case الناقصة لجعل هذا المُبدِّل يعمل.

كيف يعمل:

عندما تكون select = 2'b00، تكون result = in0
عندما تكون select = 2'b01، تكون result = in1
عندما تكون select = 2'b10، تكون result = in2
عندما تكون select = 2'b11، تكون 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