Casex et Casez

Fait partie de la section Fondamentaux du Journey Verilog de Coddy — leçon 56 sur 90.

Parfois, seuls certains bits spécifiques d'une valeur vous intéressent, tandis que d'autres bits peuvent être ignorés. Par exemple, dans un encodeur de priorité, vous voulez trouver le premier bit à 1, quels que soient les autres bits.

Une instruction case classique vous obligerait à lister chaque combinaison possible des bits indifférents — ce qui est impossible pour les bus larges.

casez et casex résolvent ce problème en vous permettant de marquer certains bits comme « indifférents » (don't care) en utilisant ?, z, ou x.

Casez vs Casex vs Case standard

Instruction	Bits indifférents	Idéal pour
`case`	Aucun	Correspondance exacte
`casez`	`z` ou `?`	Encodeurs de priorité (recommandé)
`casex`	`x`, `z` ou `?`	À éviter (masque des bugs)

casez ignore les bits qui sont z ou ? (recommandé)
casex ignore également les bits x — ce qui peut masquer des erreurs de simulation

Utilisez toujours casez, et non casex. casex a été créé en premier, mais les ingénieurs ont réalisé qu'il était dangereux car il ignore les valeurs x (qui indiquent souvent des registres non initialisés ou des erreurs de simulation). casez a été introduit comme une alternative plus sûre.

Exemple

casez (data)
  4'b???1: out = 0;   // Le bit 0 doit être 1, les autres n'ont pas d'importance
  4'b??1?: out = 1;   // Le bit 1 doit être 1, les autres n'ont pas d'importance
  4'b?1??: out = 2;   // Le bit 2 doit être 1, les autres n'ont pas d'importance
  4'b1???: out = 3;   // Le bit 3 doit être 1, les autres n'ont pas d'importance
endcase

Le ? signifie « peu importe » — ce bit peut être 0, 1 ou n'importe quoi.

Défi

Ce qu'il faut faire :

Ajoutez l'instruction casez manquante pour faire fonctionner ce décodeur.

Comment ça fonctionne :

input = 4'b???1 → out = 4'b0001
input = 4'b??1? → out = 4'b0010
input = 4'b?1?? → out = 4'b0100
input = 4'b1??? → out = 4'b1000
Default → out = 4'b0000

Aide-mémoire

casez permet la correspondance de motifs avec des bits "don't-care" (peu importe) en utilisant ? ou z, ce qui est utile pour les encodeurs de priorité où seuls certains bits spécifiques comptent.

Instruction	Bits Don't-Care	Notes
`case`	Aucun	Correspondance exacte
`casez`	`z` ou `?`	Recommandé
`casex`	`x`, `z`, ou `?`	À éviter — masque les bogues

Préférez toujours casez à casex. casex ignore les valeurs x, ce qui peut masquer des registres non initialisés ou des erreurs de simulation.

casez (data)
  4'b???1: out = 0;   // Bit0 doit être 1, les autres importent peu
  4'b??1?: out = 1;   // Bit1 doit être 1, les autres importent peu
  4'b?1??: out = 2;   // Bit2 doit être 1, les autres importent peu
  4'b1???: out = 3;   // Bit3 doit être 1, les autres importent peu
  default: out = 0;
endcase

Le symbole ? signifie "don't care" — ce bit peut être 0, 1, ou n'importe quoi d'autre.

Essayez vous-même

module decoder (
  input [3:0] in,
  output reg [3:0] out
);
  
  always @(*) begin
    // TODO: Ajouter l'instruction casez
    // in = 4'b???1 -> out = 4'b0001
    // in = 4'b??1? -> out = 4'b0010
    // in = 4'b?1?? -> out = 4'b0100
    // in = 4'b1??? -> out = 4'b1000
    // default -> out = 4'b0000
  end
  
endmodule