智能溫室環(huán)境測(cè)控系統(tǒng)專用CPU設(shè)計(jì)

在這個(gè)比較器組中只列了3個(gè)比較器，分別比較CO2濃度、濕度、溫度，在智能溫室控制系統(tǒng)中還有，光照強(qiáng)度、PH值、EC值、室外氣象值、光合作用等，這里只是用這3個(gè)值作為示例。Comparray就相當(dāng)與一個(gè)選擇器，來(lái)分別選擇比較寄存器組中的寄存器，這里設(shè)置了3個(gè)比較寄存器，當(dāng)然也可根據(jù)需要進(jìn)行增減。

3 浮點(diǎn)運(yùn)算器的設(shè)計(jì)與仿真
本專用CPU設(shè)置浮點(diǎn)運(yùn)算器的目的是要將智能控制算法在CPU內(nèi)集成。而此浮點(diǎn)單元在進(jìn)行復(fù)雜的算術(shù)邏輯運(yùn)算時(shí)，主要設(shè)置了狀態(tài)機(jī)，通過(guò)狀態(tài)機(jī)對(duì)浮點(diǎn)運(yùn)算單元的各個(gè)子模塊進(jìn)行調(diào)用，從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)算。本浮點(diǎn)運(yùn)算單元的子模塊主要有：加減法運(yùn)算器、乘法運(yùn)算器和除法運(yùn)算器。它們之間的協(xié)調(diào)與配合是在總控狀態(tài)機(jī)的負(fù)責(zé)下進(jìn)行的，總控制狀態(tài)機(jī)首先根據(jù)情況啟動(dòng)各個(gè)運(yùn)算子模塊使其進(jìn)入運(yùn)算狀態(tài)，當(dāng)運(yùn)算結(jié)束后總控狀態(tài)機(jī)會(huì)收到運(yùn)算結(jié)束的反饋信號(hào)，并且將結(jié)果存入指定寄存器中，或用于輸出或用于下一次運(yùn)算。下面對(duì)各個(gè)子模塊進(jìn)行分別設(shè)計(jì)：
3．1 加減法器的設(shè)計(jì)與仿真
浮點(diǎn)加減法運(yùn)算模塊電路原理如圖3所示。主要由6個(gè)模塊構(gòu)成，分別是Subcell模塊、exchange模塊、move模塊、M_add模塊、standar模塊、cntrl模塊。

功能仿真如圖4所示。

3．2 浮點(diǎn)乘法器的設(shè)計(jì)與仿真
浮點(diǎn)數(shù)乘法器的基本思想是符號(hào)與數(shù)值分開(kāi)處理，2個(gè)操作數(shù)符號(hào)的異或?yàn)榻Y(jié)果的符號(hào)，對(duì)于數(shù)值的處理采用的是取底數(shù)相乘、指數(shù)相加減的方法，然后對(duì)結(jié)果進(jìn)行規(guī)格化處理后，再調(diào)整指數(shù)。按照浮點(diǎn)數(shù)的乘法步驟解釋程序如下：
(1)零操作數(shù)判斷
如果兩個(gè)操作數(shù)中只要有一個(gè)操作數(shù)是0，則結(jié)果為0：

若q的值為0，則程序就繼續(xù)執(zhí)行一下操作。