Instruction Case

Fait partie de la section Fondamentaux du Journey Verilog de Coddy. Leçon 55 sur 90.

L’instruction case permet de choisir parmi de nombreuses actions différentes en fonction de la valeur d’une seule expression. C’est une alternative plus claire à plusieurs instructions if-else lorsqu’on compare la même variable à de nombreuses valeurs différentes.

L’instruction case compare une expression à une liste de valeurs et exécute le bloc correspondant. Elle fonctionne comme une branche à plusieurs voies.

Syntaxe :

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

Il est fortement recommandé de toujours inclure default dans une instruction combinatoire case. Sans default, si sel prend une valeur qui ne figure dans aucun élément de case, out n’est pas affecté et conserve sa valeur précédente. Lorsqu’une valeur de sel composée uniquement de bits 0 et 1 ne correspond à aucune branche, la synthèse crée une mémoire non souhaitée (un verrou) au lieu d’une logique purement combinatoire. Un X ou un Z sur sel laisse également out inchangé en simulation, mais ne crée pas de verrou.

Exemple simple

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

Si sel vaut 00, out reçoit a. Si sel vaut 01, out reçoit b. Si sel vaut 10, out reçoit c.

Sinon, out vaut 0.

Plusieurs instructions par cas

Utilisez begin et end pour plusieurs instructions :

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

Règles importantes

Règle	Explication
Les valeurs des cas doivent être uniques	En cas de doublons, seule la première branche correspondante est exécutée
Les valeurs doivent correspondre à la largeur en bits	Écris `2'b01`, et non `1'b1` (une valeur plus courte est complétée par des zéros)
`default` est facultatif, mais recommandé	Intercepte les valeurs non mappées
Sans `default`, les valeurs non mappées provoquent des verrous	En logique combinatoire

Case vs If-Else

	Case	If-Else
Idéal pour	Une variable, plusieurs valeurs	Conditions complexes
Lisibilité	Très clair	Peut devenir confus
Exemple	Multiplexeur, décodeur	Comparateur, vérifications de plage

Défi

Compléter l’instruction case

À faire :

Ajoute l’instruction case manquante pour faire fonctionner ce multiplexeur.

Fonctionnement :

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

Essayez vous-même

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