智能溫室環(huán)境測控系統(tǒng)專用CPU設(shè)計
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2．2 比較寄存器組的設(shè)計
Comparray比較寄存器組是專門針對于智能溫室測控系統(tǒng)設(shè)計的。在智能溫室測控系統(tǒng)中要隨時對溫度、濕度、CO2濃度等參數(shù)與作物最佳生長值比較，如果數(shù)值超越了設(shè)定值，就要采取措施。該結(jié)構(gòu)中放置了多個比較器，主要是為了方便比較，因此會把經(jīng)過時間測試或?qū)＜姨峁┑淖畛Ｓ玫淖魑锷L不同階段的標(biāo)準(zhǔn)值在不同的比較器中進行固化，這樣減少了取操作數(shù)的環(huán)節(jié)，自然就節(jié)約了時間。比較寄存器組的結(jié)構(gòu)如圖2所示。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/192808.htm
在這個比較器組中只列了3個比較器，分別比較CO2濃度、濕度、溫度，在智能溫室控制系統(tǒng)中還有，光照強度、PH值、EC值、室外氣象值、光合作用等，這里只是用這3個值作為示例。Comparray就相當(dāng)與一個選擇器，來分別選擇比較寄存器組中的寄存器，這里設(shè)置了3個比較寄存器，當(dāng)然也可根據(jù)需要進行增減。
3 浮點運算器的設(shè)計與仿真
本專用CPU設(shè)置浮點運算器的目的是要將智能控制算法在CPU內(nèi)集成。而此浮點單元在進行復(fù)雜的算術(shù)邏輯運算時，主要設(shè)置了狀態(tài)機，通過狀態(tài)機對浮點運算單元的各個子模塊進行調(diào)用，從而實現(xiàn)運算。本浮點運算單元的子模塊主要有：加減法運算器、乘法運算器和除法運算器。它們之間的協(xié)調(diào)與配合是在總控狀態(tài)機的負責(zé)下進行的，總控制狀態(tài)機首先根據(jù)情況啟動各個運算子模塊使其進入運算狀態(tài)，當(dāng)運算結(jié)束后總控狀態(tài)機會收到運算結(jié)束的反饋信號，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算。下面對各個子模塊進行分別設(shè)計：
3．1 加減法器的設(shè)計與仿真
浮點加減法運算模塊電路原理如圖3所示。主要由6個模塊構(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 浮點乘法器的設(shè)計與仿真
浮點數(shù)乘法器的基本思想是符號與數(shù)值分開處理，2個操作數(shù)符號的異或為結(jié)果的符號，對于數(shù)值的處理采用的是取底數(shù)相乘、指數(shù)相加減的方法，然后對結(jié)果進行規(guī)格化處理后，再調(diào)整指數(shù)。按照浮點數(shù)的乘法步驟解釋程序如下：
(1)零操作數(shù)判斷
如果兩個操作數(shù)中只要有一個操作數(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。
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