Verilog語言中case、casex、casez的用法和區別

casez與casex語句是case語句的兩種變體, 在寫testbench時用到。

一、case、casex、casez的區別

下表給出case、casex、casez的真值表：

在case語句中，敏感表達式中與各項值之間的比較是一種全等比較，每一位都相同才認為匹配。

在casez語句中，如果分支表達式某些位的值為高阻z，那么對這些位的比較就會忽略，不予考慮，而只關注其他位的比較結果。

在casex語句中，則把這種處理方式進一步擴展到對x的處理，即如果比較雙方有一方的某些位的值是z或x，那么這些位的比較就不予考慮。

二、case/casez/casex 在simulation/synthesis的區別

有的網上說casex和casez屬于不可綜合語句，這是針對一般電路不會出現x狀態來說的，但是綜合工具并不會對x，z認識這個狀態，所以綜合出來的電路是一樣的。

使用過程中許需要注意的問題：

1)一般經常使用到的是casez語句，最好少用casex

2)case/casez/casex其實都是可綜合的

3)在電路中，可以用？來表示無關值的z

4)case的描述，匹配都是從上到下進行的

仿真的不同

1）對于case

case (sel)?

2'b00:? ? ? y = a;?

2'b01:? ? ? y = b;?

2'bx0:? ? ? y = c;?

2'b1x:? ? ? y = d;?

2'bz0:? ? ? y = e;?

2'b1?:? ? ? y = f;?

default :? ?y = g;?

endcase

對于case來說，每一種情況都會識別（1/0/z/x）

當sel的狀態是一下情況時，會出現以下結果

2）對于casez

casez (sel)?

2'b00:? ? ? y = a;?

2'b01:? ? ? y = b;?

2'bx0:? ? ? y = c;?

2'b1x:? ? ? y = d;?

2'bz0:? ? ? y = e;?

2'b1?:? ? ? y = f;?

default:? ? y = g;?

endcase

首先，case的描述，匹配都是從上到下進行的，如果使用了casez，看上面的casez的列表，只要輸入有z/?的話，就能和任意匹配。

3）對于casex

casex (sel)?

2'b00? ?:? ?y = a;?

2'b01? ?:? ?y = b;?

2'bx0? ?:? ?y = c;?

2'b1x? ?:? ?y = d;?

2'bz0? ?:? ?y = e;?

2'b1?? ?:? ?y = f;?

default :? ?y = g;?

endcase

casex也是從上到下匹配，當出現x/z/?的輸入的時候，都不會care，只管不是大大情況來匹配

綜合的不同

綜合的時候，因為綜合工具其實都不會管你什么x/z/?，對于綜合工具來說是一樣的，所以case/casez/casex不同寫法的綜合結果，例子都是同樣的。

例一：

case (sel)?

2'b00? ?:? ?mux_out = mux_in[0];?

2'b01? ?:? ?mux_out = mux_in[1];?

2'b1?? ?:? ?mux_out = mux_in[2];?

default :? ?mux_out = mux_in[3];?

endcase?

例二：

case (sel)?

2'b00? ?:? ?mux_out = mux_in[0];?

2'b01? ?:? ?mux_out = mux_in[1];?

2'b1x? ?:? ?mux_out = mux_in[2];?

default :? ?mux_out = mux_in[3];?

endcase

這倆個例子的結果是一樣的。

case（不是casez/casex的時候）的列表里面的x和z，都被綜合工具認為是不可達到的狀態就被去掉了。casez和casex里面的x/z都被認為是don’t care。

對于綜合、仿真的結果

1）在實際寫代碼的時候，如果使用case的時候，盡量不要用x/z/?，綜合工具也會不care

2）casez和casex綜合的結果是一致的。

3）casez稍好用一些，因為它可以用來代表don’t care的值

4）最重要的一點就是，casez和casex其實沒有孰優孰劣

5）casez語句用來處理不考慮高阻值z的比較過程，casex語句則將高阻值z和不定值都視為不必關心的情況。所謂不必關心的情況，即在表達式進行比較時，不將該位的狀態考慮在內。這樣在case語句表達式進行比較時，就可以靈活地設置以對信號的某些位進行比較。

編輯:黃飛

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