Considerações e modelos arquiteturais para prototipagem rápida em hardware de modelos nebulosos.

• Ano de defesa: 2000
• Autor(a) principal: Cobo, José Edinson Aedo
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Digital hardware; Fuzzy logic; Harware digital; Lógia Fuzzy; Projeto VLSI; VLSI project
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-16102024-100531/

Desde a publicação do primeiro trabalho do Professor Lotfi Zadeh em 1965 [94] onde foi introduzido o conceito de conjunto nebuloso ou conjunto difuso, tem-se gerado um interesse crescente no uso desta ferramenta teórica em muitos campos deaplicação. O desenvolvimento dos chamados Modelos Nebulosos (MN) e dos Modelos Adaptativos Nebulosos (MAN) [41] tem sido incentivado pelo fato destes modelos possuirem a habilidade única de manipular conhecimento lingüístico e dados numéricosnum ambiente unificado. Na implementação dos modelos nebulosos, podem-se utilizar diversos métodos: podem ser implementados como um circuito integrado de aplicação específica (ASIC), como programa executado num processador dedicado ou numcoprocessador, ou num processador de propósito geral. Visando a prototipagem rápida em hardware de modelos nebulosos neste trabalho foram desenvolvidos vários métodos de implementação dos modelos como circuitos integrados dedicados (ASICs). Éproposta e desenvolvida uma ferramenta para a geração automática de descrições em VHDL dos modelos nebulosos, assim como recursos adicionais para facilitar sua rápida implementação. Nos modelos arquiteturais introduzidos emprega-seextensivamente organizações com pipeline com o objetivo de acelerar a execução dos algoritmos. Também é possível gerar diferentes implementações considerando recursos adicionais para a execução em paralelo ou considerando diferentesconfigurações dos modelos. Por exemplo, podem ser alocadasvárias unidades para trabalhar em paralelo no processo de fuzzificação. Podem ser gerados modelos com diferentes precisões de entrada e saída. As arquiteturas desenvolvidas foramtestadas usando FPGAs. Foram implementados diferentes modelos nebulosos e estimadas suas características principais tais como velocidade e área requerida. As descrições geradas em VHDL são sintetizáveis podendo ser usadas ferramentas de síntesede alto nível para ) implementação física dos circuitos. Igualmente foi projetado um processador dedicado (RISC) com um conjunto de instruções específico para executar eficientemente os modelos nebulosos. O processador foi modelado em VHDL deformamodular e usando parâmetros genéricos permitindo sua fácil modificação a introdução de novas instruções. O processador projetado permite eficientemente executar modelos nebulosos quando as funções de pertinência são descritas pelos seusparâmetros ou em forma discretizada. O funcionamento do processador foi testado usando vários modelos benchmarks. Finalmente foram gerados e simulados MN com 2, 3 e 4 entradas e implementados como ASICs (a nível de layout). Nestes modelos foramestimadas importantes figuras de mérito tais como área, desempenho, complexidade mostrando a efetividade dos métodos e as arquiteturas desenvolvidas