一道体现FPGA硬件思维的面试题

• if-else及case语句条件判断的优先级

这里先列出几个例子，大家可以先自行判断以下：

example1

module test_ex1(
    input a,b,c,d,sel0,sel1,sel2,sel3,
    output reg z
    );

always @(a or b or c or d or sel0 or sel1 or sel2 or sel3)
begin
  z=0;
  if (sel0) z=a;
  if (sel1) z=b;
  if (sel2) z=c;
  if (sel3) z=d;
end

endmodule

example2

module test_ex2(
    input a,b,c,d,sel0,sel1,sel2,sel3,
    output reg z
    );
    
always@(a or b or c or d or sel0 or sel1 or sel2 or sel3)
begin
 if(sel0)
  z = d;
 else if(sel1)
  z = c;
 else if(sel2)
  z = b;
 else if(sel3)
  z = a;
 else
  z = 0;
end

endmodule

example3

module test_ex3(
    input a,b,c,d,sel0,sel1,sel2,sel3,
    output reg z
    );
    
always@(a or b or c or d or sel0 or sel1 or sel2 or sel3)
begin
 if(sel0)
  z = d;
 else if(sel1)
  z = c;
 else if(sel2)
  z = b;
 else if(sel3)
  z = a;
end

endmodule

example4

module test_ex4(
    input a,b,c,d,sel0,sel1,sel2,sel3,
    output reg [3:0] z
    );

always @(a or b or c or d or sel0 or sel1 or sel2 or sel3)
begin
  z=0;
  if (sel0) z[0]=a;
  if (sel1) z[1]=b;
  if (sel2) z[2]=c;
  if (sel3) z[3]=d;
end

endmodule

example5

module test_ex5 
#(parameter N=8)
(
 input  logic [N-1:0] a, b, c, d,
 input  logic [  1:0] select,
 output logic [N-1:0] y
);

 always_comb begin 
   case (select)
     2'b00: y = a;
     2'b01: y = b;
     2'b10: y = c;
     2'b11: y = d;
   endcase 
 end 
endmodule: test_ex5

example6

module test_ex6 (
input  logic [3:0] d_in,
output logic [1:0] d_out,
output logic       error
);
timeunit 1ns; timeprecision 1ns; 

always_comb begin 
  error = '0;
  case (d_in) inside 
    4'b1???: d_out = 2'h3; // bit 3 is set
    4'b01??: d_out = 2'h2; // bit 2 is set
    4'b001?: d_out = 2'h1; // bit 1 is set
    4'b0001: d_out = 2'h0; // bit 0 is set
    4'b0000: begin         // no bits set
               d_out = 2'b0;
               error = '1;
             end
  endcase 
end 
endmodule: test_ex6

以上几个示例，大家可以先思考一下每个例子的判断条件优先级，然后再结合电路图对照一下自己的想法对不对。

总结

"if-else的逻辑判别是有优先级的，而case的逻辑判断条件是并列的。"

上面是某些工具书上常见的判断逻辑，也是误导很多新手的结论。

从结果来看判断的优先级不一定是第一个，和后续的书写语句有很大关系（if有没有else、else条件是否完备、case条件是否完备等）。

其中，case语句可以使用unique、unigue0和priority修饰符进行综合条件限制，但是一般不建议使用，要按照自己的思路去书写“电路”。

最后就是常说的串行或者并行应该指语法判断过程，并非指我们说的电路，实际的判断过程还是用硬件思维去思考。

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