第三章、Verilog高级语法及用法.pdf

在Verilog HDL编程中，`casex`和`casez`语句是针对`case`语句的扩展，主要用于处理包含不确定状态（x或z）的敏感信号。这两个语句在处理高阻态（z）和不定态（x）时具有特定的行为。 1. **casez语句**： `casez`语句在比较敏感信号和分支值时，会忽略掉任何位上的高阻态（z或Z）。这意味着，如果敏感信号的某一位是z，或者分支表达式的相应位是z，这些位在比较时不被考虑。例如： ```verilog casez(sel) 2'b00: out=2'b01; 2'b1?: out=2'b10; // "?" 表示忽略z 2'b01: out=2'b11; endcase ``` 在这个例子中，如果`sel`的最高位为1，不论其余位为何，都会执行`out=2'b10;`这条语句，因为`2'b1?`表示最高位为1，其余位不论是否为z都匹配。 2. **casex语句**： `casex`语句不仅忽略高阻态（z），还忽略不定态（x）。也就是说，当敏感信号或分支值的某一位是x或z时，这一位在比较时不参与。例如： ```verilog casex(sel) 2'b1x: out=2'b01; // "x" 表示忽略x和z endcase ``` 这里，无论`sel`的电平是2'bx（x或z），`out`都会设置为2'b01。 3. **并行case语句（Parallel Case Statement）**： `casez`语句的一个特殊应用是实现并行case结构，可以同时处理多个输出。例如： ```verilog module parallel_case (sel, a, b, c); input [2:0] sel; output a, b, c; reg a, b, c; always @(sel) begin {a, b, c} = 3'b0; casez (sel) 3'b1??: a = 1'b1; 3'b?1?: b = 1'b1; 3'b??1: c = 1'b1; endcase end endmodule ``` 在这段代码中，`sel`的每一位对应一个输出的赋值条件。如果`sel`是3'b111，根据`casez`语句的规则，所有位都匹配，因此`a`、`b`和`c`都会被设置为1。在实际的波形仿真中，可以看到这种并行行为。 4. **锁存器的生成与利用**： Verilog HDL允许在设计中隐式或显式地创建锁存器。在上述的`always`块中，如果没有同步时钟控制，变量`a`、`b`和`c`可能会形成锁存器。在综合时，这些锁存器可能转换成边沿触发的D触发器，但如果不希望生成锁存器，应确保使用时钟控制的`always`块。 5. **模块例化与参数传递**： Verilog支持用户自定义模块的例化，通过`module_name instance_name (port_connections)`来实例化。此外，可以通过参数传递来定制模块的行为，例如`module module_name #(parameter param_value) ...`，然后在实例化时指定参数值，`module_name instance_name #(param_value) (port_connections)`。 6. **Generate语句**： Generate语句允许在Verilog中根据参数或条件生成多个实例，用于创建数组或条件逻辑结构。例如，`generate`和`endgenerate`之间的代码会根据指定的条件或循环进行重复。 `casex`和`casez`语句是Verilog高级语法中处理不确定性和高阻态的关键工具，它们允许更精确地描述电路的行为。同时，了解锁存器的生成、模块例化、参数传递和Generate语句对于理解和编写复杂的Verilog HDL设计至关重要。在实际设计中，应谨慎选择合适的语句类型，确保代码的可读性、可维护性和可综合性。