Операторы casex и casez

Часть раздела Основы путешествия по Verilog на Coddy — урок 56 из 90.

Иногда вас интересуют только определенные биты в значении, тогда как остальные биты можно проигнорировать. Например, в приоритетном шифраторе требуется найти первый бит 1 независимо от остальных битов.

Обычный оператор case потребовал бы перечислить каждую возможную комбинацию безразличных битов — что невозможно для широких шин.

casez и casex решают эту проблему, позволяя вам помечать определенные биты как «неважно», используя ?, z или x.

Casez vs Casex vs Regular Case

Инструкция	Безразличные биты (Don't-Care)	Лучше всего подходит для
`case`	Нет	Точное совпадение
`casez`	`z` или `?`	Приоритетные шифраторы (рекомендуется)
`casex`	`x`, `z` или `?`	Избегать (скрывает ошибки)

casez игнорирует биты, равные z или ? (рекомендуется)
casex также игнорирует биты x, что может скрывать ошибки симуляции

Всегда используйте casez, а не casex. casex был создан первым, но инженеры поняли, что он опасен, поскольку игнорирует значения x (которые часто указывают на неинициализированные регистры или ошибки симуляции). casez был введен как более безопасная альтернатива.

Пример

casez (data)
  4'b???1: out = 0;   // Bit0 must be 1, others don't matter
  4'b??1?: out = 1;   // Bit1 must be 1, others don't matter
  4'b?1??: out = 2;   // Bit2 must be 1, others don't matter
  4'b1???: out = 3;   // Bit3 must be 1, others don't matter
endcase

Символ ? означает "don't care" (без разницы) — этот бит может быть равен 0, 1 или чему угодно.

Задание

Что нужно сделать:

Добавьте недостающий оператор casez, чтобы этот декодер заработал.

Как это работает:

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
По умолчанию → out = 4'b0000

Попробуйте сами

module decoder (
  input [3:0] in,
  output reg [3:0] out
);
  
  always @(*) begin
    // TODO: Добавить оператор 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