Case-Anweisung

Teil des Abschnitts Grundlagen der Verilog-Journey von Coddy. Lektion 55 von 90.

Mit der case-Anweisung kannst du anhand des Werts eines einzelnen Ausdrucks zwischen vielen verschiedenen Aktionen wählen. Sie ist eine übersichtlichere Alternative zu mehreren if-else-Anweisungen, wenn dieselbe Variable mit vielen verschiedenen Werten verglichen wird.

Die case-Anweisung vergleicht einen expression mit einer Liste von Werten und führt den passenden Block aus. Sie ist wie eine Mehrwegeverzweigung.

Syntax:

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

Es wird dringend empfohlen, in einer kombinatorischen <strong>case</strong>-Anweisung immer <strong>default</strong> einzuschließen. Ohne default wird out nicht zugewiesen, wenn sel einen unerwarteten Wert annimmt (wie X oder Z), und behält seinen vorherigen Wert durch ein Latch bei. Dadurch entsteht unbeabsichtigter Speicher (ein Latch) anstelle einer rein kombinatorischen Logik.

Einfaches Beispiel

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

Wenn sel 00 ist, erhält out den Wert a. Wenn sel 01 ist, erhält out den Wert b. Wenn sel 10 ist, erhält out den Wert c.

Andernfalls erhält out den Wert 0.

Mehrere Anweisungen pro Fall

Verwende begin und end für mehrere Anweisungen:

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

Wichtige Regeln

Regel	Erklärung
case-Werte sollten eindeutig sein	Bei Duplikaten wird nur der erste passende Zweig ausgeführt
Werte müssen zur Bitbreite passen	`2'b01` nicht `1'b1`
`default` ist optional, wird aber empfohlen	Fängt nicht zugeordnete Werte ab
Ohne `default` verursachen nicht zugeordnete Werte Latches	In kombinatorischer Logik

Case vs. If-Else

	Case	If-Else
Am besten geeignet für	Eine Variable, viele Werte	Komplexe Bedingungen
Lesbarkeit	Sehr übersichtlich	Kann unübersichtlich werden
Beispiel	Multiplexer, Decoder	Komparator, Bereichsprüfungen

Aufgabe

case-Anweisung vervollständigen

Aufgabe:

Add die fehlende case-Anweisung hinzu, damit dieser Multiplexer funktioniert.

So funktioniert es:

Wenn select = 2'b00, result = in0
Wenn select = 2'b01, result = in1
Wenn select = 2'b10, result = in2
Wenn select = 2'b11, result = in3

Probier es selbst

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