Instrução Case

Parte da seção Fundamentos do Journey de Verilog da Coddy — lição 55 de 90.

A instrução case permite que você escolha entre muitas ações diferentes com base no valor de uma única expressão. Ela é uma alternativa mais limpa para múltiplos comandos if-else ao comparar a mesma variável a muitos valores diferentes.

A instrução case compara uma expressão a uma lista de valores e executa o bloco correspondente. É como um desvio de múltiplas vias.

Sintaxe:

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

É fortemente recomendado sempre incluir <strong>default</strong> em uma instrução <strong>case</strong> combinacional. Sem o default, se sel assumir um valor inesperado (como X ou Z), out não receberá atribuição e fará o latch do seu valor anterior. Isso cria memória não intencional (um latch) em vez de lógica combinacional pura.

Exemplo simples

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

Se sel for 00, out recebe a. Se sel for 01, out recebe b. Se sel for 10, out recebe c.

Caso contrário, out recebe 0.

Múltiplas Instruções por Case

Use begin e end para múltiplas instruções:

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

Regras Importantes

Regra	Explicação
Os valores de `case` devem ser únicos	Com duplicatas, apenas o primeiro ramo correspondente é executado
Os valores devem corresponder à largura de bits	`2'b01` e não `1'b1`
`default` é opcional, mas recomendado	Captura valores não mapeados
Sem `default`, valores não mapeados causam latches	Em lógica combinacional

Case vs If-Else

	Case	If-Else
Melhor para	Uma variável, muitos valores	Condições complexas
Legibilidade	Muito claro	Pode ficar confuso
Exemplo	Multiplexador, decodificador	Comparador, verificações de intervalo

Desafio

Complete a Instrução Case

O que fazer:

Adicione a instrução case que está faltando para fazer este multiplexador funcionar.

Como funciona:

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

Experimente você mesmo

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