JPH09128241A - ファジーロジックプロセッサの言語入力値の所属関数値に対する配列方法および装置 - Google Patents

ファジーロジックプロセッサの言語入力値の所属関数値に対する配列方法および装置

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JPH09128241A
JPH09128241A JP8225652A JP22565296A JPH09128241A JP H09128241 A JPH09128241 A JP H09128241A JP 8225652 A JP8225652 A JP 8225652A JP 22565296 A JP22565296 A JP 22565296A JP H09128241 A JPH09128241 A JP H09128241A
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Manfred Menke
メンケ マンフレート
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 4と等しいかそれ以上の重なり度uに対して
言語入力値の所属関数をファジーロジックプロセッサの
できるだけ少数のクロック内で大きさに従って配列する
ことのできる方法と、この方法を実施するための装置を
提供することである。 【解決手段】 1つのプロセッサクロックの時間内で、
所属関数値を順序に従ってホールド素子に読み込み、新
たに所属関数値が入力される度に、ホールド素子の出力
側を選択回路を用いて、瞬時の選択信号に依存して検出
された、選択回路の出力側に導通接続し、選択回路の出
力側の信号をコンパレータで比較し、そこから、新たな
選択信号を形成するためのユニットに対する制御信号を
形成し、制御信号を用いて指標を位置レジスタに書き込
み、当該指標によってホールド素子の所属関数値への順
序アクセスを可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ファジーロジック
プロセッサの言語入力値の所属関数値に対する配列方法
および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ファジーロジックプロセッサでは一般的
に、制御ベースに対するメモリスペース需要を低減し、
処理速度をできるだけ高めたいという要求がある。ファ
ジーロジックに対して特徴的なことは、言語値の少なく
とも2つの所属関数が重なることである。すなわち、鋭
敏な入力値に対して少なくとも2つの所属関数値が発生
することがある。一般的に、重なり度がuからuであれ
ば、言語値ないしこの言語値の所属関数の値は同時に、
1つの鋭敏な入力値により表すことができる。ここで極
端な場合、各入力に対する制御の条件部分はuまでの言
語値との比較を有利には含んでいる。とくに重なり度が
大きい場合、例えばu=4の場合、制御の条件部分を例
えば以下に定義された演算により短縮し、メモリスペー
スを節約すると有利である。
【0003】 NOTμ(LWEi) = 1−μ(LWEi); LNOTμ(LWEj) = maxμ(LWEi);j≠i INORμ(LWEk,LWEm) = maxμ(LWEj);k≦j≦m EXORμ(LWEk,LWEm) = maxμ(LWEj); j≦kまたはm≦j この演算を処理するためには、入力変数の最大uの該当
する所属関数値を大きさに従って配列しなければならな
い。メモリスペースの節約により処理速度の低減が生じ
ないようにするため、配列方法は可能な限り数クロック
内で行わなければならない。ここで理想的には、該当す
る所属関数値の配列をただ1つのクロック内で行う。な
ぜならそうすれば、配列方法はいずれの場合でもファジ
ー化と並列に行うことができるからである。しかし2つ
のクロックの時間内で行う配列方法でも通常は速度が低
下することはない。なぜならファジーロジックプロセッ
サは場合によりパイプライン構造を有しており、付加的
クロックがいずれにしろパイプラインのロードに必要だ
からである。
【0004】重なり度u=4に対する制御評価装置を有
するファジーロジックプロセッサは、例えば国際公開番
号WO95/08797のPCT出願の図5から公知で
ある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、4と
等しいかそれ以上の重なり度uに対して言語入力値の所
属関数をファジーロジックプロセッサのできるだけ少数
のクロック内で大きさに従って配列することのできる方
法と、この方法を実施するための装置を提供することで
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明によ
り、1つのプロセッサクロックの時間内で、所属関数値
を順序に従ってホールド素子に読み込み、新たに所属関
数値が入力される度に、ホールド素子の出力側を選択回
路を用いて、瞬時の選択信号に依存して検出された、選
択回路の出力側に導通接続し、選択回路の出力側の信号
をコンパレータで比較し、そこから、新たな選択信号を
形成するためのユニットに対する制御信号を形成し、制
御信号を用いて指標を位置レジスタに書き込み、当該指
標によってホールド素子の所属関数値への順序アクセス
を可能にすることにより解決される。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の利点は、配列方法を実施
するのに比較的少数の回路コストがファジーロジックプ
ロセッサに必要ないことである。なぜならそのために必
要な阻止はファジーロジックプロセッサの制御処理論理
回路にいずれにしろ備わっているからである。
【0008】本発明の有利な実施例は従属請求項に記載
されている。
【0009】
【実施例】図1には、最大重なり度u=4に対する本発
明の配列方法の第1の構成を実施するための装置の実施
例が示されている。ここでu=4は入力変数の鋭敏な値
に対して最大で4つの所属関数値Wi、i=1...4が
発生し得ることを意味する。図1に示された構成は4つ
のホールド素子L1〜L4、選択回路SC、コンパレー
タC1〜C4、EXOR回路1〜4、メモリRAMおよ
び選択信号SELを形成するための装置SELCからな
り、装置SELCは位置レジスタP1〜P4を有する。
【0010】EXORゲート1〜4は、冒頭に述べたN
OT演算を行うために使用され、相応の反転信号INV
によりスイッチオン・オフすることができる。ファジー
ロジックプロセッサにいずれにしろ設けられているコン
パレータによって、u=4の最大重なり度に対する第1
の実施例では単にコンパレータC1とコンパレータC3
のみが使用される。i=1...4の値Wiは順序に従い
ただ1つの処理クロックでホールド素子L1〜L4に供
給される。新たに値Wiが読み出される度に選択回路S
Cでは、ホールド素子L1〜L4の出力側が選択回路S
Cの出力側A〜Dに新たに割り当てられ、出力側AとB
並びにCとDはそれぞれコンパレータC1とC3によっ
て比較され、これにより位置レジスタP1〜P4は装置
SELC内でその内容に関して更新される。コンパレー
タC1は制御信号S1を、コンパレータC3は制御信号
S2を装置SELCに対して送出する。位置レジスタP
1はここで指標MAXを含み、これは値Wiの更新され
た最大値を有するホールド素子に対するものであり、位
置レジスタP4は指標MINを含み、これは値Wiの更
新された最小値を有するホールド素子に対するものであ
る。位置レジスタP2は指標MAX’を含み、これはW
iの最大値と同じか次に大きな値を有するホールド素子
に対するものであり、位置レジスタP3は指標MIN’
を含み、これは最小値Wiと同じかまたは次に小さな値
を有するホールド素子に対するものである。位置レジス
タP1〜P4に依存して、ユニットSELCでは複数の
ビットが広い選択信号SELを、選択装置SCの制御の
ために形成する。ここで第1の実施例では、更新された
最大値が出力側Aに、更新された最小値が出力側Dに、
更新され読み込まれた値Wiが出力側BとCに接続され
る。別のプロセッサクロックでは、最大値または最小値
に相応しない第1の値Wiが出力側Aに、最大値または
最小値に相応しない第2の値Wiが出力側Bに接続され
る。これは、位置レジスタP2とP3内の指標MAX’
とMIN’を検出し、これにより指標MAX、MA
X’、MIN’およびMINを介して、ホールド素子L
1〜L4への配列通りのアクセスを可能にするためであ
る。
【0011】最大重なり度uに対する本発明の配列方法
の一般例では、まず第1のプロセッサクロックの時間で
u個の所属関数値が順序に従ってu個のホールド素子
(L1〜L4)に読み込まれ、第1のプロセッサクロッ
ク内でn個の所属関数値すべてから、最大所属関数値お
よび最小所属関数値がそれぞれ次のようにして検出され
る。すなわち、これまでの実際の最大値ないし最小値、
および瞬時に読み出された所属関数値から新たな瞬時の
最大値ないし新たな瞬時の最小値を検出するのである。
この場合処理後に、すなわちu個の所属値すべてのファ
ジー化処理の後に、最小値と最大値が決定する。その
後、u−2*k個の(最大値または最小値に相当しな
い)残りの所属値からそれぞれk番目の配列ルーチン
で、所属関数値の最大と最小が次のようにして検出され
る。すなわち、これまでの実際の最大値ないしこれまで
の実際の最小値、およびこの配列ルーチン内で未だ考慮
されていない記憶された所属関数値から、新たな瞬時最
大値ないし新たな瞬時最小値が検出される。このときu
−2*k個の所属値すべての処理の後、k+1番目の最
大値とk+1番面の最小値が決定される。このことは、
1つまたは2つの所属値が残るまで繰り返される。さら
にuが偶数であれば、最後のプロセッサクロックで2つ
の最後の所属関数値から最後の最大値および最後の最小
値が形成される。
【0012】最大重なり度u=4に対する本発明の方法
の第2実施例を実施するための装置の第2の実施例で
は、第1の実施例と比較して、2つのコンパレータの代
わりに3つのコンパレータC1,C2,C3が使用さ
れ、第1の実施例とは異なり、出力側A〜Dに接続され
ている。図2に示すように、コンパレータC1の第1の
入力側は出力側Aと、コンパレータC1の第2の入力側
は出力側Bと接続されている。さらに、出力側Bはコン
パレータC2の第1の入力側およびコンパレータC3の
第1の入力側と接続されている。コンパレータC2の第
2の入力側は出力側Cと接続され、コンパレータC3の
第2の入力側は出力側Dと接続されている。最大重なり
度u=4を有するファジーロジックプロセッサに対して
備わっている別のコンパレータC4は使用されないまま
である。
【0013】この第2の実施例は本発明の配列方法の第
2の構成に適する。この第2の構成では、同じように4
つの最大所属関数値が配列される。ここでの利点は、4
つの所属関数値がただ1つのプロセッサクロックの後に
すでに配列されて存在することである。この方法を実施
するために、出力側AにWiの瞬時の最大値が供給さ
れ、Wiの瞬時の最小値が出力側Cに、そして瞬時に読
み出された値Wiが出力側Bに供給される。第4の値W
4を読み出す際に、第3の値W3が出力側Dに供給され
る。この第3の値は3つの値の後ではこれまで有効であ
った最大値または最小値に相当しない。位置レジスタP
1〜P4はただ1つのプロセッサクロック内ですでに最
終的指標を有している。すなわち、ホールド素子L1〜
L4の内容についてこの時点から順序アクセスを行うこ
とができる。順序アクセスとは、上に述べたように、例
えば最初に最大値を有するホールド素子から始まって下
降順序ですべての他のホールド素子を読み出すことを意
味する。
【0014】図3には、最大重なり度u=5に対する本
発明の方法を実施する構成が示されている。この構成
は、付加的な指標MAX”に対する付加的な位置レジス
タP5と位置レジスタの比較的に大きなワード幅を別に
して、図2の構成とは単に、コンパレータC3の第1の
入力側が出力側Bとは接続されておらず、出力側Cと接
続されている点で異なる。最大重なり度u=5に対する
本発明の方法では、重なり度u=4の本発明の方法の第
1実施例と同じように、指標MAXと指標MIN、また
はWiの最大値と最小値を有するホールド素子が検出さ
れる。これに基づいて別のプロセスクロックで、最大値
または最小値に相当しない第1の値が出力側Aと出力側
Dに、最大値と最小値に相当しない第2の値が出力側B
に、最大値と最小値に相当しない第3の値が出力側Cに
供給される。コンパレータC1〜C3で形成された制御
信号S1〜S3は別の指標の正しい配列に作用する。
【0015】以下例として、重なり度u=5に対する本
発明の方法を2つの表の形で示す。所属関数値Wiは配
列されておらず、不等式W5<W4<W1<W2<W3
を満たすものとする。プロットされたXは任意であるこ
とを示す。
【0016】
【表1】
【0017】5つのステップの後、最大値を有するホー
ルド素子は位置指標MAXを介して、最小値を有するホ
ールド素子は位置指標MINを介して検出される。ここ
では例として、ホールド素子L3の最大値が論理1を介
して指標MAX=00100に示され、ホールド素子L
5の最小値が指標MIN=00001により示される。
次のステップでさらに3つの値W1,W2およびW4が
比較される。これは次のように経過する。:例えば制御
信号S1が比較A>Bにより、制御信号S2が比較B>
Cにより、制御信号S3が比較C>Dにより形成される
場合、次の表で“1”はそれぞれの大きさ条件が満たさ
れたことを意味する。
【0018】
【表2】
【0019】出力側A〜Dとコンパレータの入力側との
間の配列はいずれの実施例でも固定的に配線しておく必
要はなく、スイッチないしマルチプレクサにより行うこ
とができる。これにより配列は本発明の配列方法を実施
するためにも制御評価のためにも使用することができ
る。
【0020】有利にはu個の位置レジスタP1、P
2....はそれぞれuビットのワード幅を有し、それぞれ
のホールド素子は論理1により、位置レジスタの相応の
個所にビットでマークされる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法を説明するためのブロック回路図
である。
【図2】図1の詳細の第2の構成である。
【図3】図1の詳細の第3の構成である。
【符号の説明】
C1〜C4 コンパレータ L1〜L4 ホールド素子

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ファジーロジックプロセッサの言語入力
    値(LWEi)の所属関数値(Wi)の配列方法におい
    て、 1つのプロセッサクロックの時間内で、所属関数値(W
    i)を順序に従ってホールド素子(L1〜L4)に読み
    込み、 新たに所属関数値(Wi)が入力される度に、ホールド
    素子の出力側を選択回路(SC)を用いて、瞬時の選択
    信号(SEL)に依存して検出された、選択回路(S
    C)の出力側(A〜D)に導通接続し、 選択回路(SC)の出力側(A〜D)の信号をコンパレ
    ータ(C1,C2,C3)で比較し、 そこから、新たな選択信号(SEL)を形成するための
    ユニット(SELC)に対する制御信号(S1〜S3)
    を形成し、 制御信号(S1〜S3)を用いて指標(MAX、MA
    X’MAX”、MIN’,MIN)を位置レジスタ(P
    1〜P5)に書き込み、当該指標によってホールド素子
    (L1〜L4)の所属関数値(Wi)への順序アクセス
    を可能にする、ことを特徴とする配列方法。
  2. 【請求項2】 1つの最初のプロセッサクロックの時間
    内で、u個の所属関数値を順序に従いu個のホールド素
    子(L1〜L4)に読み込み、 u個の所属関数値すべてからそれぞれ1つの最大所属関
    数値と最小所属関数値を次のように検出し、すなわち、
    これまでの実際の最大値ないしこれまでの実際の最小値
    と瞬時に読み込んだ所属関数値とから、新たな瞬時の最
    大値ないし新たな瞬時の最小値を検出し、u個の所属関
    数値すべてを処理した後に第1の最大値および第2の最
    大値を決定し、 それぞれ後続のk個(kは1以上)のプロセッサクロッ
    ク内で、u−2*k個の、最大値または最小値に相当し
    ない残りの所属関数値からそれぞれサイダ所属関数値と
    最小所属関数値を次のように検出し、すなわちこれまで
    の実際の最大値ないしこれまでの実際の最小値と、この
    プロセッサクロック内で未だ考慮されずに記憶された所
    属関数値とから新たな瞬時の最大値ないし新たな瞬時の
    最小値を検出し、残りのu−2*k個すべて所属関数値
    を処理した後にk+1番目の最大値およびk+1番目の
    最小値を決定し、 前記のステップが必要な場合は、それぞれ別の後続の1
    つまたは複数のプロセッサクロック内で、残りの所属関
    数値が1つまたは2つになるまで繰り返し、 uが偶数の場合は、最後のプロセッサクロックで最後の
    2つの所属関数値から最後の最大値と最後の最小値を形
    成する、請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 最初の1つのプロセッサクロックで4つ
    の所属関数値を順序に従い、4つのホールド素子(L1
    〜L4)に読み込み、 すべての所属関数値に対して順序に従いそれぞれ、瞬時
    の最大所属関数値を選択回路(SC)の第1の出力側
    (A)に、瞬時の最小所属関数値を選択回路(SC)の
    第3の出力側(C)に、瞬時の読み込まれた所属関数値
    を選択回路(SC)の第2の入力側(B)に供給し、 第4の所属関数値の読み出しの際に第3の所属関数値を
    選択回路(SC)の第4の出力側(D)に供給する、請
    求項1記載の方法。
  4. 【請求項4】 1つのプロセッサクロックの時間内で4
    つの所属関数値を順序に従って4つのホールド素子(L
    1〜L4)に読み込み、 すべての所属関数値に対して順序に従って、瞬時の最大
    所属関数値を選択回路(SC)の第1の出力側(A)
    に、瞬時の最小所属関数値を選択回路の第3の出力側
    (C)に、瞬時の読み込まれた所属関数値を選択回路の
    第2の出力側(B)にそれぞれ供給し、 第4の所属関数値の読み込みの際に、第3の所属関数値
    を選択回路(SC)の第4の出力側(D)に供給する、
    請求項1記載の方法。
  5. 【請求項5】 最初の1つのプロセッサクロックの時間
    内で、5つの所属関数値を順序に従って、5つのホール
    ド素子(L1〜L5)に読み込み、 5つの所属関数値すべてに対してそれぞれ、瞬時の最大
    所属関数値を選択回路(SC)の第1の入力側(A)
    に、瞬時の最小所属関数値を選択回路の第4の出力側
    (D)に、そして瞬時の読み込まれた所属関数値を選択
    回路(SC)の第2と第3の出力側(B,C)に供給
    し、 コンパレータを用いて最大所属関数値と最小所属関数値
    とを決定し、 1つの別のプロセッサクロックの時間内で、最大所属関
    数値または最小所属関数値に相当しない第1の所属関数
    値を第1の出力側(A)と第4の出力側(D)に、最大
    所属関数値または最小所属関数値に相当しない第2の所
    属関数値を第2の出力側(B)に、そして最大所属関数
    値または最小所属関数値に相当しない第3の所属関数値
    を第3の出力側(C)に供給し、 第1、第2の出力側(A,B)の信号、第2、第3の出
    力側(B,C)の信号および第3、第4の出力側(C,
    D)の信号を比較し、これに依存して第3の制御信号
    (S1,S2,S3)を形成し、 3つの制御信号により3つの別の指標を次のように3つ
    の別の位置レジスタ(P2,P3,P4)に記憶し、 指標(MAX’,MAX”,MIN’)は所属関数値を
    有するホールド素子を示し、 当該所属関数値は最大所属関数値または最小所属関数値
    ではなく、 当該所属関数値への大きさに従って配列されたアクセス
    を可能にする、請求項1記載の方法。
  6. 【請求項6】 請求項2記載の方法を実施するための装
    置において、 第1の出力側(A)が第1のコンパレータ(C1)の第
    1の入力側と、また第2の出力側(B)が第1のコンパ
    レータ(C1)の第2の入力側とそれぞれ接続可能また
    は固定的に接続され、 前記第1のコンパレータ(C1)は第1の制御信号(S
    1)を送出し、 第3の出力側(C)が第3のコンパレータ(C3)の第
    1の入力側と、また第4の出力側(D)が第3のコンパ
    レータ(C3)の第2の入力側とそれぞれ接続可能また
    は固定的に接続され、 前記第3のコンパレータ(C3)は第2の制御信号(S
    2)を送出することを特徴とする装置。
  7. 【請求項7】 請求項3記載の方法を実施するための装
    置において、 第1の出力側(A)が第1のコンパレータ(C1)の第
    1の入力側と、第2の出力側(B)が第1のコンパレー
    タ(C1)の第2の入力側、第2のコンパレータ(C
    2)の第1の入力側および第3のコンパレータ(C3)
    の第1の入力側と接続可能または固定的に接続され、 第3の出力側(C)が第2のコンパレータ(C2)の第
    2の入力側と、第4の入力側(D)が第3のコンパレー
    タ(C3)の第2の入力側と接続可能または固定的に接
    続され、 第3の出力側(C)が第2のコンパレータ(C2)の第
    2の入力側と、第4の入力側(D)が第3のコンパレー
    タ(C3)の第2の入力側と接続可能または固定的に接
    続され、 第1のコンパレータ(C1)が第1の制御信号(S1)
    を、第2のコンパレータ(C2)が第2の制御信号(S
    2)を、第3のコンパレータ(C3)が第3の制御信号
    (S3)を形成することを特徴とする装置。
  8. 【請求項8】 請求項4記載の方法を実施するための装
    置において、 第1の出力側(A)が第1のコンパレータ(C1)の第
    1の入力側と接続可能または固定的に接続され、 第2の入力側(B)が第1のコンパレータ(C1)の第
    2の入力側および第2のコンパレータ(C2)の第1の
    入力側と接続可能または固定的に接続され、 第3の出力側(C)が第2のコンパレータ(C2)の第
    2の入力側およbni第3のコンパレータ(C3)の第
    1の入力側と接続可能または固定的に接続され、 第4の出力側(D)が第3のコンパレータ(C3)の第
    2の入力側と接続可能または固定的に接続され、 第1のコンパレータ(C1)は第1の制御信号(S1)
    を、第2のコンパレータ(C2)は第2の制御信号(S
    2)を、第3のコンパレータ(C3)は第3の制御信号
    (S3)を形成することを特徴とする装置。
  9. 【請求項9】 それぞれ1つの位置レジスタ(P1〜P
    5)が最大所属関数値(指標MAX)、次に大きな所属
    関数値(指標MAX’)から最小所属関数値(指標MI
    N)まで、1つのプロセッサクロックで読み込むべきす
    べての所属関数値に対して設けられており、 位置レジスタ(P1〜P5)のワード幅はそれぞれ読み
    込むべき最大所属関数値の数に相応し、それぞれの位置
    レジスタの相応の個所の論理“1”により所属関数値を
    含むホールド素子がビットでマークされる、請求項5か
    ら7までのいずれか1項記載の装置。
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