DE3927343A1 - PROGRAMMABLE FUZZYLOGIKSCHALTUNG - Google Patents

PROGRAMMABLE FUZZYLOGIKSCHALTUNG

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    • G06N7/02Computing arrangements based on specific mathematical models using fuzzy logic
    • G06N7/04Physical realisation

Abstract

A fuzzy logic circuit for operating a fuzzy logic with "fuzziness" taken into account has an operation section memory unit 13 in which the result of operation to be outputted in response to an input is stored in an address specified by the input, the result of operation being rewritable, whereby the change in the contents of a fuzzy logic operation to be performed can be handled merely by rewriting the contents of the operation section memory unit. <IMAGE>

Description

Hintergrund der ErfindungBackground of the Invention

Die Erfindung betrifft eine Betriebsschaltung für Fuzzylogik.The invention relates to an operating circuit for fuzzy logic.

Fuzzylogik ist eine Logik, mit der sogenannte "Fuzziness" bearbeitet wird, die auf der Konzeption der Fuzzymengen von L. A. Zadeh aus dem Jahre 1965 basiert.Fuzzy logic is a logic with which so-called "fuzziness" is edited, which is based on the conception of the fuzzy sets L. A. Zadeh based in 1965.

Eigenschaften und Verhalten des Menschen sind im allgemeinen nur mit einer gewissen Unschärfe definierbar (fuzzy). Daher läßt sich eine Maschine mit der dem Menschen ähnlichen Fuzzy-Charakteristik ("Fuzziness") nicht mit herkömmlicher Steuertechnik vollständig betreiben, die einer derartigen Charakteristik ("Fuzziness") nicht gerecht wird.Human characteristics and behavior are generally only definable with a certain blur (fuzzy). Therefore a machine with fuzzy characteristics similar to humans ("Fuzziness") not complete with conventional control technology operate such a characteristic ("fuzziness") does not do it justice.

Wenn es jedoch eine Möglichkeit gibt, diese Charakteristik (Fuzziness) logisch oder quantitativ durch die Fuzzylogik auszudrücken, können durch Erfahrung oder Beobachtungswerte ausgedrückte Eigenschaften oder das Verhalten von Menschen durch automatische Einrichtungen berücksichtigt werden. Umfangreiche Forschungen sind hierzu durchgeführt worden.However, if there is a way, this characteristic To express (fuzziness) logically or quantitatively through the fuzzy logic, can be expressed through experience or observational values  Characteristics or behavior of people through automatic facilities are taken into account. Comprehensive Research has been carried out on this.

Zunächst wird der Unterschied zwischen einer konventionellen Menge (scharf abgegrenzte Menge (crisp set), vgl. Fig. 4) und der Fuzzymenge an Hand der Fig. 4 und 5 beschrieben.First of all, the difference between a conventional amount (sharply defined amount (crisp set), see FIG. 4) and the fuzzy amount will be described with reference to FIGS . 4 and 5.

Fig. 4 zeigt ein Beispiel der charakteristischen Funktion der konventionellen, scharf abgegrenzten Menge (crisp set). Fig. 4 shows an example of the characteristic function of the conventional, crisp set.

Im Fall dieser Menge (crisp set) ist eine Grenzlinie oder ein Schwellwert vorgesehen, und es wird bestimmt, ob gegebene Daten größer oder kleiner als der Schwellwert sind, um zu bestimmen, ob die Daten zu einer bestimmten Menge gehören. Damit kann der Fall, bei dem gegebene Daten im Schwellwert liegen, nicht berücksichtigt werden. Die charakteristische Funktion kann nur die Werte "1" (zugehörig) oder "0" (nicht zugehörig) annehmen.In the case of this set (crisp set) is a boundary line or a Threshold is provided and it is determined whether given data are greater or less than the threshold to determine whether the data belongs to a certain amount. So the case with the given data in the threshold value, not taken into account will. The characteristic function can only Accept values "1" (belonging) or "0" (not belonging).

Fig. 4 zeigt die charakteristische Funktion für Daten oder Elemente "Körpergröße". Personen, die größer als 170 cm sind, gehören zu der Menge "größere Personen". Der Funktionswert "1" bedeutet, daß die Dateninformation zu der Menge "größere Personen" gehört; der Funktionswert "0" bedeutet, daß die Dateninformation nicht zu der Menge "größere Personen" gehört. Fig. 4 shows the characteristic function for data or elements "height". People taller than 170 cm belong to the group "taller people". The function value "1" means that the data information belongs to the set "larger persons"; the function value "0" means that the data information does not belong to the set "larger persons".

Die charakteristische Funktion der Fuzzymenge wird "Mitgliedschaft- oder Zugehörigkeitsfunktion" (membership function) genannt. The characteristic function of the fuzzy set is called "membership or membership function.  

Fig. 5 zeigt ein Beispiel einer Mitgliedschaftfunktion der Fuzzymenge. Fig. 5 shows an example of a membership function of the fuzzy set.

In der Mitgliedschaftfunktion nimmt der Funktionswert nicht nur die Werte "1" und "0" ein, sondern auch Zwischenwerte, zum Beispiel 0,8. Der Funktionswert "1" bedeutet, daß die Dateninformation 100% zu der Menge gehört; der Funktionswert "0,8" bedeutet, daß die Dateninformation 80% zu der Menge und 20% nicht dazu gehört. Der Funktionswert "0" bedeutet, daß die Dateninformation zu 0% zu der Menge gehört (vollständig nicht dazu gehört).In the membership function, the function value doesn't just take the values "1" and "0", but also intermediate values, for Example 0.8. The function value "1" means that the data information 100% belongs to the crowd; the function value "0.8" means that the data information is 80% to the amount and 20% not is part of it. The function value "0" means that the 0% data information belongs to the set (completely not belongs to it).

Wie in Fig. 4 so ist auch in Fig. 5 das Element gleich "Körpergröße". In dieser Mitgliedschaftfunktion ist der Funktionswert 0,2 für eine Körpergröße von 165 cm vorgesehen; eine Person, die 165 cm groß ist, gehört zu 20% zu der Menge "größere Personen".As in FIG. 4, the element in FIG. 5 is "body size". In this membership function, the function value 0.2 is intended for a height of 165 cm; a person who is 165 cm tall is 20% of the "taller" crowd.

Andererseits ist ein Funktionswert von "0,8" für eine Person vorgesehen, die 170 cm groß ist. Das bedeutet, daß die Person, die 170 cm groß ist, zu 80% zu der Menge "größere Personen" gehört.On the other hand, a function value of "0.8" is for one person provided that is 170 cm tall. That means that the person 170 cm tall, 80% of the crowd "taller people" belongs.

Forschung im Bereich der Fuzzylogik läßt sich überwiegend auf Softwaresysteme mit Digitalcomputern anwenden. Es ist jedoch notwendig, ein exklusives Hardwaresystem für Fuzzylogikoperationen zu benutzen, um komplexe Systeme mit höherer Geschwindigkeit zu bearbeiten.Research in the field of fuzzy logic can mostly be found on Use software systems with digital computers. However, it is necessary an exclusive hardware system for fuzzy logic operations use to speed up complex systems to edit.

Das Hardwaresystem kann aus Digital- oder Analogschaltungen aufgebaut sein. Im Hinblick auf die derzeit vorhandenen Digitalrechner wird das Hardwaresystem vorzugsweise mit Digitalschaltungen realisiert.The hardware system can consist of digital or analog circuits  be constructed. In view of the current ones The hardware system is preferably a digital computer with digital circuits realized.

Wenn eine Fuzzylogikoperation mittels einer Digitalschaltung durchgeführt wird, werden mehrere Funktionswerte zwischen den Funktionswerten "1" und "0" vorgesehen; die Mitgliedschaftsfunktion wird durch mit eine stufenförmigen Kurve approximiert (entsprechend den diskreten Werten der Mitgliedschaftsfunktion) und eine Digitaloperation wird für jeden der Funktionswerte oder Pegel durchgeführt. In der Praxis erfolgt die Bearbeitung also mit Mehrwertdaten anstelle von binären Daten. Durch die Vergrößerung der Anzahl der Funktionswerte wird die Approximationsgenauigkeit und auch die Genauigkeit der Fuzzylogikoperation erhöht.If a fuzzy logic operation using a digital circuit is carried out, several function values between the Function values "1" and "0" provided; the membership function is approximated by using a step-shaped curve (according to the discrete values of the membership function) and a digital operation is performed for each of the function values or Level performed. In practice, the processing is done with value-added data instead of binary data. Through the The approximation accuracy increases the number of function values and also the accuracy of the fuzzy logic operation elevated.

Fig. 6 zeigt ein Beispiel, wobei die Mitgliedschaftsfunktion der Fuzzymenge durch eine Vielzahl von Stufen oder Pegeln approximiert wird. Bei dem in Fig. 6 dargestellten Fall ist die Anzahl der Pegel acht (0 bis 7). In Fig. 6 bezeichnet das Bezugszeichen a die Mitgliedschaftsfunktion, b die stufenförmige Approximationskurve und E 0 bis E 10 die Werte der Elemente. Figure 6 shows an example where the membership function of the fuzzy set is approximated by a plurality of levels. In the case shown in Fig. 6, the number of levels is eight (0 to 7). In Fig. 6, reference numeral a denotes the membership function, b the step-shaped approximation curve and E 0 to E 10 the values of the elements.

Die Mitgliedschaftsfunktion wird durch die Kurve b approximiert. Wenn beispielsweise das Element "E 7" ist, ist der zugehörige Pegel "6" (der entsprechende Funktionalwert der Mitgliedschaftsfunktion ist 6/7). The membership function is approximated by curve b . For example, if the element is "E 7", the associated level is "6" (the corresponding functional value of the membership function is 6/7).

Eine Operation wird von einer Exklusivdigitalschaltung durchgeführt. Daher wird eine Digitalschaltung vorgesehen, die einen Pegel "5" ausgibt, wenn ein Elementenwert E 6 eingegeben wird. In entsprechender Weise wird eine Digitalschaltung vorgesehen, die einen Pegel "4" ausgibt, wenn ein Elementenwert E 5 eingegeben wird.An operation is performed by an exclusive digital circuit. Therefore, a digital circuit is provided which outputs a level "5" when an element value E 6 is input. In a corresponding manner, a digital circuit is provided which outputs a level "4" when an element value E 5 is input.

Durch Integration der obengenannten Operationen wird die Approximation der Mitgliedschaftsfunktion mit den Digitalschaltungen durchgeführt.By integrating the above operations, the approximation the membership function with the digital circuits carried out.

Referenzdokumente für die obengenannte Fuzzymenge und die Mitgliedschaftsfunktion sind beispielsweise die japanische Patentanmeldung (OPI) 95 673/1987 ("OPI" bedeutet ungeprüfte offengelegte Anmeldung) und die Veröffentlichung von M. Togai und H. Watanabe "A VLSI IMPLEMENTATION OF FUZZY INFERENCE ENGINE: TOWARD AN EXPERT ON A CHIP", PROC. of the 2nd Conf. on Art. Int. Appli., Seiten 192-197, Miami Beach, 1985.Reference documents for the above fuzzy set and the Membership roles include the Japanese Patent application (OPI) 95 673/1987 ("OPI" means unchecked published application) and the publication of M. Togai and H. Watanabe "A VLSI IMPLEMENTATION OF FUZZY INFERENCE ENGINE: TOWARD AN EXPERT ON A CHIP ", PROC. Of the 2nd Conf. On Art. Int. Appli., Pp. 192-197, Miami Beach, 1985.

Die obengenannte Fuzzylogikoperation, bei der die Mitgliedschaftsfunktion durch eine Vielzahl von Stufen oder Pegeln angenähert wird und wobei eine Digitalschaltung ausschließlich für jede Operation verwendet wird, weist folgende Schwierigkeiten bzw. Nachteile auf:The above fuzzy logic operation, in which the membership function through a variety of levels or levels is approximated and being a digital circuit exclusively Difficulties used for each operation are as follows or disadvantages on:

Eine erste Schwierigkeit besteht darin, daß bei einer Erhöhung der Anzahl der Stufen oder Pegel zwar die Genauigkeit der Approximation erhöht wird, daß aber die Erhöhung der Anzahl der Fuzzylogik-Operationsarten zu einer entsprechenden Erhöhung der Anzahl der Exklusivarithmetikschaltungen führt. A first difficulty is that with an increase the number of levels or levels the accuracy of the approximation is increased, but the increase in the number of fuzzy logic operations to a corresponding increase in the number which performs exclusive arithmetic circuits.  

Eine zweite Schwierigkeit besteht darin, daß bei einer Hardwareausgestaltung der Exklusivarithmetikschaltungen die Inhalte der Operationen nicht mehr geändert werden können.A second difficulty is that in hardware design of the exclusive arithmetic circuits the contents of the Operations can no longer be changed.

Die erste Schwierigkeit wird nun detailliert beschrieben.The first difficulty will now be described in detail.

Die Fig. 7(a) bis 7(d) zeigen Tabellen für die Fälle, in denen zwei Pegel für einen Eingang vorgesehen werden und 16 Operatoren (oder Operationsmethoden) mit 2 Eingängen und 1 Ausgang vorliegen. FIGS. 7 (a) to 7 (d) are tables for the cases in which two levels are provided for input and 16 operators (or surgical techniques) with 2 inputs and 1 output are present.

Fig. 7(a) zeigt eine Arithmetikschaltungsanordnung, wobei das Bezugszeichen 70 eine erste Eingangssignalleitung bezeichnet, 71 eine zweite Eingangssignalleitung, 72 die Arithmetikschaltung und 73 die Ausgangssignalleitung. Hierbei werden zwei Pegel, das heißt "0" und "1" für einen Eingang vorgesehen. Fig. 7 (a) shows an arithmetic circuit arrangement, wherein reference numeral 70 denotes a first input signal line, 71 a second input signal line, 72 the arithmetic circuit and 73 the output signal line. Two levels, ie "0" and "1", are provided for one input.

Ein schräger Strich über der Eingangssignalleitung 70 und ein Bezugszeichen "1" bedeuten, daß ein 1-bit Signal über die Signalleitung zugeführt wird. Dies gilt für die anderen Signalleitungen in Fig. 7 und für die Signalleitungen in den anderen Figuren.An oblique line above the input signal line 70 and a reference symbol "1" mean that a 1-bit signal is supplied via the signal line. This applies to the other signal lines in FIG. 7 and to the signal lines in the other figures.

Fig. 7(d) zeigt die Kombination der Eingänge und Ausgänge der Arithmetikschaltung. Die Zahl der Kombinationen erster und zweiter Eingänge ist 4, weil jeder Eingang zwei Pegel aufweisen kann (0 und 1). Für die 4 Kombinationen sind 16 Ausgangskombinationen Nr. 1 bis 16 vorgesehen wie in Fig. 7(d) gezeigt. Fig. 7 (d) shows the combination of the inputs and outputs of the arithmetic circuit. The number of combinations of first and second inputs is 4 because each input can have two levels (0 and 1). For the 4 combinations, 16 output combinations Nos. 1 to 16 are provided as shown in Fig. 7 (d).

Fig. 7(b) und 7(c) zeigen das Verhältnis zwischen Eingangs- und Ausgangswerten in den Ausgangskombinationen Nr. 6 beziehungsweise Nr. 12. Fig. 7 (b) and 7 (c) the relationship between input and output values show in the output combinations no. 6 and no. 12,.

Beispielsweise zeigt Fig. 7(b) den folgenden Zusammenhang: Wenn der erste Eingangswert an der ersten Eingangssignalleitung 70 "0" ist und der zweite Eingangswert an der zweiten Eingangssignalleitung 71 "1" ist, gibt die Ausgangssignalleitung 73 den Ausgangswert "1" ab.For example, Fig. 7 (b) shows the following relationship: When the first input value on the first input signal line 70 is "0" and the second input value on the second input signal line 71 is "1", the output signal line 73 outputs the output value "1".

Das heißt, daß die Arithmetikschaltung zur Durchführung der Operation Nr. 6 in der Weise ausgestaltet ist, daß sie wie zuvor beschrieben arbeitet.That is, the arithmetic circuit for performing the Operation No. 6 is designed in such a way that it works as before described works.

Wie sich aus dem zuvor beschriebenen ergibt, werden bei zwei Eingangspegeln 16 Operatoren mit zwei Eingängen und einem Ausgang vorgesehen. Zur Durchführung irgendeiner Operation sind unbedingt 16 Exklusivlogikschaltungen erforderlich.As can be seen from the above, there are two input levels 16 operators with two inputs and one output intended. To perform any surgery are essential 16 exclusive logic circuits required.

Allgemein ausgedrückt sind bei n Eingangspegeln n n ² Operatoren mit 2 Eingängen und einem Ausgang vorgesehen. Bei beispielsweise n = 3 gibt es 19 683 Operatoren mit zwei Eingängen und einem Ausgang. Es sind dann also 19 683 Operatoren vorzusehen. Für eine Fuzzylogikoperation, bei der die Anzahl der Pegel sehr groß (infinite) ist, ist eine extrem große Anzahl von Exklusivlogikschaltungen erforderlich.Generally speaking, with n input levels, n n ² operators with 2 inputs and one output are provided. For example, if n = 3, there are 19,683 operators with two inputs and one output. So 19 683 operators are to be provided. For a fuzzy logic operation in which the number of levels is very large (infinite), an extremely large number of exclusive logic circuits is required.

Nun wird die zweite Schwierigkeit detailliert beschrieben. Es wurden bereits umfangreiche Forschungen zur Fuzzylogik durchgeführt, und es besteht eine große Wahrscheinlichkeit, daß eine erhebliche Zahl von nützlichen Fuzzylogikoperationen entwickelt und angewendet wird. Damit ergibt sich eine Nachfrage nach Fuzzylogikschaltungen, die so flexibel ausgebildet sind, daß der Inhalt der Operation rasch und in einfacher Weise geändert werden kann. Jedoch läßt sich die Nachfrage nach den oben beschriebenen Exklusivarithmetikschaltungen nicht befriedigen, die, wenn sie aus Hardware bestehen, den Inhalt der Operationen nicht zu ändern vermögen.The second difficulty will now be described in detail. It have been doing extensive research on fuzzy logic and there is a high probability that a significant number of useful fuzzy logic operations is developed and applied. This creates a demand  for fuzzy logic circuits that are so flexible that the content of the operation changed quickly and easily can be. However, the demand for the above not satisfy the exclusive arithmetic circuits described, which, if they are made of hardware, the content of the operations cannot change.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die obengenannten Schwierigkeiten, die sich im Zusammenhang mit konventionellen Fuzzylogikoperationen ergeben, zu eliminieren.The invention has for its object the above Difficulties associated with conventional Eliminate fuzzy logic operations.

Diese und weitere Aufgaben der Erfindung werden gelöst durch eine programmierbare Fuzzylogikschaltung, die erfindungsgemäß aus folgenden Komponenten besteht: Eine Operationsabschnittspeichereinheit (operation section memory unit), in der das Operationsergebnis, das in Abhängigkeit eines Eingangswertes ausgegeben wird, unter einer Adresse abgespeichert wird, die durch den Eingangswert spezifiziert wird, wobei das Operationsergebnis überschreibbar ist.These and other objects of the invention are accomplished by a programmable fuzzy logic circuit that according to the invention consists of the following components: an operation section storage unit (operation section memory unit), in which the operation result, which is output depending on an input value, under an address that is saved by the input value is specified, the operation result being overwritable is.

Damit kann mit der erfindungsgemäßen Fuzzylogikschaltung der Inhalt einer Fuzzylogikoperation geändert werden, ohne daß zusätzlich eine Exklusivarithmetikschaltung vorzusehen ist.Thus, with the fuzzy logic circuit according to the invention Contents of a fuzzy logic operation can be changed without an exclusive arithmetic circuit must also be provided.

In der Operationsabschnittspeichereinheit wird das Operationsergebnis, das sich als Antwort auf einen Eingangswert ergibt, unter der Adresse gespeichert, die durch den Eingang spezifiziert wird. Daher kann das Operationsergebnis der Fuzzylogikoperation durch bloßes Lesen der unter der Adresse gespeicherten Dateninformation erhalten werden.In the operation section storage unit, the operation result, that results in response to an input value, stored under the address specified by the input becomes. Therefore, the operation result of the fuzzy logic operation  by simply reading the data information stored under the address be preserved.

Das Operationsergebnis kann überschrieben werden. Das Überschreiben ermöglicht es, eine andere Fuzzylogikoperation durchzuführen. Erfindungsgemäß wird eine programmierbare Fuzzylogikschaltung geschaffen, in der das Operationsergebnis sukzessiv entsprechend dem Programm überschrieben wird.The result of the operation can be overwritten. The overwriting allows another fuzzy logic operation to be performed. According to the invention, a programmable fuzzy logic circuit created in which the surgical result is successive is overwritten according to the program.

Das Charakteristikum, das Prinzip und die Anwendungen der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung und den Ansprüchen in Verbindung mit den Zeichnungen deutlich, wobei gleiche Komponenten durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet werden.The characteristic, the principle and the applications of the invention are derived from the following detailed description and the Claims in connection with the drawings clearly, wherein Identical components denoted by identical reference symbols will.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Es zeigtIt shows

Fig. 1 ein Blockschaltbild der Grundanordnung eines wesentlichen Teils der programmierbaren Fuzzylogikschaltung gemäß der Erfindung; Figure 1 is a block diagram of the basic arrangement of an essential part of the programmable fuzzy logic circuit according to the invention.

Fig. 2 ein Blockschaltbild der Anordnung eines Ausführungsbeispiels der programmierbaren Fuzzylogikschaltung gemäß der Erfindung; Fig. 2 is a block diagram showing the arrangement of an embodiment of the programmable fuzzy logic circuit according to the invention;

Fig. 3(a) und 3(b) die Funktionen der Ausgangsbits A 6 und A 7 eines in Fig. 2 gezeigten Zählers; . Fig. 3 (a) and 3 (b) the functions of the output bits of A 6 and A 7 of a counter shown in Figure 2;

Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel einer charakteristischen Funktion einer konventionellen, scharf abgegrenzten Menge (crisp set); FIG. 4 shows an embodiment of a characteristic function of a conventional clear-cut amount (crisp set);

Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel einer Mitgliedschaftfunktion einer Fuzzymenge; FIG. 5 shows an embodiment of a membership function of a fuzzy set;

Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel einer Approximation der Fuzzymenge durch Anwendung einer Mehrzahl von Stufen oder Pegeln (level); Fig. 6 shows an embodiment of an approximation of the fuzzy set by applying a plurality of stages or levels (level);

Fig. 7(a) bis 7(d) zeigen eine Schaltung bzw. Tabellen für den Fall, daß ein Eingang mit zwei Pegeln beaufschlagt wird und 16 Operatoren mit je 2 Eingängen und 1 Ausgang vorliegen; Fig. 7 (a) to 7 (d) show a circuit or tables for the case where an input having two levels is applied and 16 operators with 2 inputs and 1 output are present;

Fig. 8 eine Eingangs-/Ausgangs-Tabelle für einen Operator mit 2 Eingängen und 1 Ausgang für den Fall von 8 Eingangspegeln; Fig. 8 is an input / output table for an operator with 2 inputs and 1 output for the case of 8 input levels;

Fig. 9 ein Blockschaltbild eines konventionellen Fuzzyinterferenzsystems; Fig. 9 is a block diagram of a conventional fuzzy interference system;

Fig. 10 ein Blockschaltbild eines Fuzzyinterferenzsystems, auf das die technische Konzeption der Erfindung angewendet wird; FIG. 10 is a block diagram of a fuzzy interference system to which the technical concept of the invention is applied;

Fig. 11 ein Blockschaltbild, an Hand dessen das Prinzip, ein Fuzzyinterferenzsystem programmierbar auszugestalten, erläutert wird. Fig. 11 is a block diagram with reference to which the principle is to design a fuzzy interference system programmable explained.

Detaillierte Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen beschrieben.Preferred embodiments of the invention are based on the Described drawings.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild der Grundanordnung eines wesentlichen Teils der programmierbaren Fuzzylogikschaltung gemäß der Erfindung. Fig. 1 shows a block diagram of the basic arrangement of an essential part of the programmable fuzzy logic circuit according to the invention.

In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 10 eine Programmieradreß-Signalleitung, 11 eine Eingangssignalleitung, 12 eine Eingangsauswahlschaltung, 13 eine Speichereinheit für einen Operationsabschnitt (operation section), 14 und 15 Zweiwegpuffer, 16 eine Programmierdaten-Signalleitung und 17 eine Ausgangssignalleitung.In Fig. 1, reference numeral 10 denotes a programming address signal line, 11 an input signal line, 12 an input selection circuit, 13 a memory section for an operation section, 14 and 15 two-way buffers, 16 a programming data signal line and 17 an output signal line.

Das Bezugszeichen "m", das längs der Signalleitungen in der Figur angeordnet ist, bedeutet, daß die Signalleitungen m-bit parallel ausgebildet sind. Der Wert m hängt von dem Maximalwert N (7 in Fig. 6) der Pegel bzw. Stufen (level) ab, die die Mitgliedschaftsfunktion teilen, das heißt, m wird so ausgewählt, daß gilt N = 2 m - 1.The reference symbol "m" , which is arranged along the signal lines in the figure, means that the signal lines m -bit are formed in parallel. The value m depends on the maximum value N (7 in FIG. 6) of the levels which share the membership function, that is to say that m is selected such that N = 2 m − 1.

Die Eingangsauswahlschaltung 12 wählt eines der Eingangssignale aus, die über die Programmieradreß-Signalleitung 10 und die Eingangssignalleitung 11 zugeführt werden und sendet dieses Signal zu der Speichereinheit 13. Die Eingangsauswahlschaltung 12 umfaßt beispielsweise einen Multiplexer.The input selection circuit 12 selects one of the input signals that are supplied via the programming address signal line 10 and the input signal line 11 and sends this signal to the memory unit 13 . The input selection circuit 12 comprises, for example, a multiplexer.

Die Operationsabschnittspeichereinheit 13 ist so ausgestaltet, daß ein Operationsausgangssignal entsprechend einem sogenannten Tabellensuchsystem (look-up table system) ausgegeben wird. Ein m-bit-Signal wird der Speichereinheit 13 zugeführt und wird als eine Dateninformation zur Spezifizierung einer Adresse in der Speichereinheit 13 benutzt. Das Operationsergebnis, das als Antwort auf das Eingangssignal auszugeben ist, wird zuvor in die Adresse geschrieben. Wenn die Adresse von dem Eingangssignal spezifiziert ist, wird daher das Operationsergebnis aus der Adresse gelesen, um das Zieloperationsausgangssignal auszugeben.The operation section memory unit 13 is designed such that an operation output signal is output in accordance with a so-called look-up table system. An m- bit signal is supplied to the storage unit 13 and is used as data information for specifying an address in the storage unit 13 . The operation result to be output in response to the input signal is previously written into the address. Therefore, when the address is specified by the input signal, the operation result is read from the address to output the target operation output signal.

Das Operationsergebnis wird in die Speichereinheit 13 wie folgt eingeschrieben: The operation result is written into the memory unit 13 as follows:

Die Eingangsauswahlschaltung 12 wählt in diesem Fall das Eingangssignal aus, das über die Programmieradreß-Signalleitung 10 zugeführt wurde, und führt es der Speichereinheit 13 zu. Das so zugeführte Eingangssignal spezifiziert eine Adresse in der Speichereinheit 13. Die Dateninformation (oder das Operationsergebnis), die (das) in die so spezifizierte Adresse einzuschreiben ist, wird über die Programmierdaten-Signalleitung 16 zugeführt. Daher wird bei dieser Operation der Zweiwegpuffer 14 so gesteuert, daß die Daten zu der Speichereinheit 13 übertragen werden. So wird die Dateninformation, die über die Programmierdatensignalleitung 16 zugeführt wird, unter der Adresse gespeichert, die von dem Signal spezifiziert wird, das über die Programmieradreß-Signalleitung 10 zugeführt wird.In this case, the input selection circuit 12 selects the input signal that was supplied via the programming address signal line 10 and supplies it to the memory unit 13 . The input signal thus supplied specifies an address in the storage unit 13 . The data information (or the operation result) to be written in the address thus specified is supplied via the programming data signal line 16 . Therefore, in this operation, the two-way buffer 14 is controlled so that the data is transferred to the storage unit 13 . Thus, the data information supplied via the programming data signal line 16 is stored at the address specified by the signal supplied via the programming address signal line 10 .

Die so im Zusammenhang mit der Speichereinheit 13 gesteuerte Operation wird wie folgt durchgeführt:The operation controlled in this way in connection with the storage unit 13 is carried out as follows:

Bei dieser Operation wählt die Eingangsauswahlschaltung 12 das Eingangssignal aus, das über die Eingangssignalleitung 11 zugeführt wird. Der Zweigwegpuffer 14 wird deaktiviert, während der Zweiwegpuffer 15 so gesteuert wird, daß das Signal von der Speichereinheit 13 zu der Ausgangssignalleitung 17 übertragen wird.In this operation, the input selection circuit 12 selects the input signal that is supplied via the input signal line 11 . The branch path buffer 14 is deactivated while the two-way buffer 15 is controlled so that the signal is transferred from the memory unit 13 to the output signal line 17 .

Das Eingangssignal, das über die Eingangssignalleitung 11 zugeführt wird, wird als ein Adreßsignal verwendet, das eine Adresse in der Speichereinheit 13 spezifiziert. Im Ergebnis wird die Dateninformation (oder das Operationsergebnis), die (das) unter der so spezifizierten Adresse gespeichert worden ist, wird durch den Zweiwegpuffer 15 zu der Ausgangssignalleitung 17 geführt. Auf diese Weise wird das Operationsergebnis erstellt (ausgelesen).The input signal supplied through the input signal line 11 is used as an address signal specifying an address in the storage unit 13 . As a result, the data information (or the operation result) that has been stored at the address thus specified is supplied to the output signal line 17 through the two-way buffer 15 . In this way, the operation result is created (read out).

Die in Fig. 1 dargestellte Logikschaltung ist eine 1-Eingang/1-Ausgang-Schaltung. Jedoch kann sie zu einer 2-Eingang/1-Ausgang-Schaltung erweitert werden, indem eine weitere Eingangsignalleitung ähnlich der Eingangsignalleitung 11 hinzugefügt wird und indem eine 2m-bit Parallel-Programmieradreß-Signalleitung anstelle der Programmieradreßsignalleitung 10 verwendet wird.The logic circuit shown in Fig. 1 is a 1-input / 1-output circuit. However, it can be expanded to a 2-input / 1-output circuit by adding another input signal line similar to the input signal line 11 and by using a 2 m- bit parallel programming address signal line instead of the programming address signal line 10 .

In Fig. 1 können die Zweiwegpuffer 14 und 15 und die Eingangauswahlschaltung 12 eliminiert werden.In Fig. 1, the two-way buffers 14 and 15 and the input selection circuit 12 can be eliminated.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform einer programmierbaren Fuzzylogikschaltung gemäß der Erfindung. In Fig. 2 werden die Schaltungselemente, die zuvor an Hand von Fig. 1 beschrieben wurden, mit den gleichen Bezugszeichen oder Begriffen bezeichnet. In Fig. 2 bezeichnet das Bezugszeichen 18 einen Zähler, 19 eine Speichereinheit, die Operationsergebnisse liefert (logic operation result supplying memory unit; im folgenden als "eine zweite Speichereinheit 19" bezeichnet soweit anwendbar) und 20 den wesentlichen Schaltungsteil, der dem in Fig. 1 dargestellten Schaltungsteil entspricht. Fig. 2 shows an embodiment of a programmable fuzzy logic circuit according to the invention. In FIG. 2, the circuit elements that were previously described with reference to FIG. 1 are denoted by the same reference numerals or terms. In FIG. 2, reference numeral 18 designates a counter, 19 a storage unit which supplies operation results (logic operation result supplying memory unit; hereinafter referred to as "a second storage unit 19 " as far as applicable) and 20 the essential circuit part which corresponds to that in FIG. 1 corresponds to the circuit part shown.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Schaltungsanordnung wird ein 6-bit-Parallelsignal zur Spezifikation der Adresse in der Operationabschnittspeichereinheit 13 verwendet (im folgenden als "eine erste Speichereinheit 13" bezeichnet soweit anwendbar). Die Zahl der spezifizierbaren Adressen beträgt 2⁶=64.Is at the position shown in Fig. 2 circuit arrangement of a 6-bit parallel signal for specifying the address in the operation section storage unit 13 is used (hereinafter referred to as "a first storage unit 13" hereinafter as applicable). The number of specifiable addresses is 2⁶ = 64.

Ein 2-Eingang-System wird verwendet. Die Eingangsleitung 11 besteht dabei aus einer ersten Eingangsleitung 11-1 und einer zweiten Eingangsleitung 11-2. Die beiden Eingangswerte spezifizieren eine Adresse in der ersten Speichereinheit 13 und daher liefert jede Eingangsignalleitung ein 3-bit-Parallelsignal.A 2-input system is used. The input line 11 consists of a first input line 11-1 and a second input line 11-2 . The two input values specify an address in the first memory unit 13 and therefore each input signal line supplies a 3-bit parallel signal.

Die zweite Speichereinheit 19 liefert eine Vielzahl von Datenmengen einschließlich Operationsergebnisse, die in die erste Speichereinheit 13 einzuschreiben sind. Wenn die Forderung besteht, die Inhalte der Fuzzylogikoperation zu ändern, liefert die zweite Speichereinheit 19 der ersten Speichereinheit 13 eine der Vielzahl von Datenmengen einschließlich dem der jeweiligen Operation entsprechenden Operationsergebnis.The second storage unit 19 supplies a large number of data quantities, including operation results, which are to be written into the first storage unit 13 . When there is a requirement to change the contents of the fuzzy logic operation, the second storage unit 19 supplies the first storage unit 13 with one of the plurality of data sets including the operation result corresponding to the respective operation.

Der Zähler 18 erzeugt ein Adreßsignal, um das Operationsergebnis in die erste Speichereinheit 13 zu schreiben. Das so erzeugte Adreßsignal wird über die Eingangauswahlschaltung 12 zu der ersten Speichereinheit 13 zugeführt, um eine Adresse zu spezifizieren, unter der die Dateninformation eingeschrieben werden soll und wird zu der zweiten Speichereinheit 19 geführt, um die Adresse mitzuteilen, unter der die einzuschreibende Dateninformation gespeichert ist.The counter 18 generates an address signal in order to write the operation result into the first storage unit 13 . The address signal thus generated is supplied to the first storage unit 13 through the input selection circuit 12 to specify an address at which the data information is to be written, and is supplied to the second storage unit 19 to communicate the address at which the data information to be written is stored .

In der ersten Speichereinheit 13 kann eine Adresse mit 6 Bits spezifiziert werden; während der Zähler ein 8-bit-Signal (A 7-A 0) ausgibt, das also zwei Bit mehr aufweist.An address with 6 bits can be specified in the first memory unit 13 ; while the counter outputs an 8-bit signal (A 7- A 0), which is two bits more.

Die zwei werthöheren Bits, das heißt das Ausgangssignal aus den zwei Zusatzbits (A 7, A 6) (oder ein Steuersignal) wird der zweiten Speichereinheit 19 zugeführt, nur um die Operationsergebnisse in Gruppen oder Mengen, wie in Fig. 3 dargestellt, aufzuteilen.The two higher value bits, i.e. the output signal from the two additional bits (A 7, A 6) (or a control signal) is fed to the second storage unit 19 only in order to divide the operation results into groups or sets, as shown in FIG. 3.

Fig. 3(a) und 3(b) sind Diagramme, die die Funktionen der Zählerausgangsbits A 6 und A 7 beschreiben. Fig. 3(a) zeigt, daß es vier Kombinationen (a, b, c und d) der zwei werthöheren Bits gibt. Fig. 3 (a) and 3 (b) are diagrams describing the functions of the counter output bits A 6 and A 7. Figure 3 (a) shows that there are four combinations (a, b, c and d) of the two higher bits.

64 Adressen können mit den geringwertigen Bits spezifiziert werden, das heißt, daß ein Adreßsignal auf den 6 verbleibenden Bits (A 5 bis A 0) besteht. Daher teilt das Steuersignal, das aus den beiden werthöheren Bits besteht, den Adreßbereich in vier Bereiche a, b, c und d, der jeweils 64 Adressen hat, wie in Fig. 3(b) dargestellt.64 addresses can be specified with the least significant bits, which means that an address signal exists on the 6 remaining bits (A 5 to A 0). Therefore, the control signal consisting of the two higher-value bits divides the address area into four areas a, b, c and d , each having 64 addresses, as shown in Fig. 3 (b).

Die zweite Speichereinheit 19 wählt also die Inhalte in dem Bereich a, b, c und d aus, so daß die so ausgewählten Inhalte in die erste Speichereinheit geschrieben werden. Die Inhalte der Operation können somit programmgemäß geändert werden.The second storage unit 19 thus selects the contents in the area a, b, c and d , so that the contents selected in this way are written into the first storage unit. The contents of the operation can thus be changed according to the program.

Die zweite Speichereinheit 19 hat Ausgänge D 0 bis D 2; die entsprechenden Ausgangssignale sind 3-bit-parallel.The second memory unit 19 has outputs D 0 to D 2; the corresponding output signals are 3-bit parallel.

Die Zahl der Eingangspegel ist 2³=8, weil die erste und zweite Eingangssignalleitung 11-1 und 11-2 3-bit-parallel ausgestaltet sind. Dies entspricht dem in Fig. 6 dargestellten Fall, bei dem die Mitgliedschaftsfunktion der Fuzzymenge 8 Pegel 0 bis 7 aufweist. The number of input levels is 2³ = 8, because the first and second input signal lines 11-1 and 11-2 are 3-bit parallel. This corresponds to the case shown in FIG. 6, in which the membership function of the fuzzy set 8 has levels 0 to 7.

Andererseits ist der Ausgang der ersten Speichereinheit 13 3-bit-parallel ausgestaltet, so daß 8 Ausgangswerte 0 bis 7 vorgesehen sind. In einem solchen Fall ist das Verhältnis von Ein- und Ausgängen der Fuzzylogikschaltung beispielsweise wie folgt ausgestaltet:On the other hand, the output of the first memory unit 13 is designed to be 3-bit parallel, so that 8 output values 0 to 7 are provided. In such a case, the ratio of inputs and outputs of the fuzzy logic circuit is configured, for example, as follows:

Fig. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer 2-Eingang/1-Ausgang-Operator-Tabelle, wobei 8 Eingangspegel vorgesehen sind. Fig. 8 shows an embodiment of a 2-input / 1-output-operator table, said input level 8 are provided.

In Fig. 8 ist der jeweilige Ausgangswert der ersten Speichereinheit 13 im Schnittpunkt des Pegels des ersten Eingangwertes und des Pegels des zweiten Eingangwertes angegeben. Wenn beispielsweise der Pegel des ersten Eingangs und des zweiten Eingangs gleich "4" beziehungsweise "6" ist, beträgt der Ausgangswert gleich "4". Die Ein-/Ausgangstafel betrifft die Logikschaltung, die auch als "Minimumschaltung" bezeichnet wird, die den kleineren der beiden Eingangswerte ausgibt und ist nur eine einer außerordentlich großen Anzahl von (n n ², mit n = 8) Ein- und Ausgangstafeln, die wie oben beschrieben zu berücksichtigen ist.In FIG. 8, each output value of the first memory unit 13 is provided at the intersection of the level of the first input value and the level of the second input value. For example, if the level of the first input and the second input is "4" and "6", respectively, the output value is "4". The input / output board concerns the logic circuit, which is also referred to as the "minimum circuit", which outputs the smaller of the two input values and is only one of an extraordinarily large number of (n n ² , with n = 8) input and output boards which is to be considered as described above.

Die Operationsabschnittspeichereinheit 13 und die Logikoperationsergebniszufuhrspeichereinheit 19 können RAM-Speicher (random access memories), EPROM-Speicher (löschbar durch ultraviolette Strahlen/programmierbare Nurlese-Speicher), E²PROM-Speicher (elektrisch löschbare/programmierbare Nurlese-Speicher) oder Flipflops sein. Gegebenenfalls können auch ROM-Speicher (Nurlese-Speicher) verwendet werden. Alternativ kann die Einheit 19 eliminiert werden, wobei statt dessen die Programmierung direkt durch einen Digitalrechner erfolgt.The operation section storage unit 13 and the logic operation result supply storage unit 19 may be RAM memories (random access memories), EPROM memories (erasable by ultraviolet rays / programmable read-only memories), E²PROM memories (electrically erasable / programmable read-only memories) or flip-flops. If necessary, ROM memory (read-only memory) can also be used. Alternatively, the unit 19 can be eliminated, the programming instead being carried out directly by a digital computer.

Bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform besteht die Logikschaltung, die Fuzzylogikoperationen durchführt, aus Speichern und das Operationsergebnis wird an Hand eines Tabellensuchsystems gebildet mit der Folge, daß die Logikoperation ihrer Art nach frei geändert werden kann, das heißt, daß die Logikoperation programmierbar ist.In the embodiment described above, the logic circuit is performing fuzzy logic operations from stores and the result of the operation is based on a table search system formed with the consequence that the logic operation by its nature can be changed freely, that is, the logic operation is programmable.

Die Mitgliedschaftfunktion wird in den Speichern gespeichert. Andererseits ist der wesentliche Teil in einem Fuzzyinterferenzsystem ein Mitgliedschaftfunktionsabschnitt und ein Fuzzylogikabschnitt. Daher kann der wesentliche Systemteil in seiner Gesamtheit aus Speichern gebildet werden. Das bedeutet, daß sowohl der Mitgliedschaftfunktionsabschnitt als auch der Fuzzylogikoperationsabschnitt programmierbar ausgebildet werden kann.The membership function is saved in the memory. On the other hand, the essential part is in a fuzzy interference system a membership functional section and a fuzzy logic section. Therefore, the essential part of the system in its Entirely made up of memories. It means that both the membership function section and the fuzzy logic operation section can be trained programmably.

Fig. 9 zeigt eine Ausführungsform eines herkömmlichen Fuzzyinterferenzsystems. In Fig. 9 bezeichnen die Bezugszeichen 81 bis 84 Eingangssignalleitungen, 85 bis 88 Mitgliedschaftfunktionsspeichereinheiten, 89 bis 90 Fuzzylogikschaltungen, 91 und 92 Zähler, 93 und 94 Mitgliedschaftfunktionsspeicher, 95 und 96 Fuzzylogikschaltungen sowie 97 und 98 Ausgangsignalleitungen. Fig. 9 shows an embodiment of a conventional fuzzy interference system. In Fig. 9, reference numerals 81 to 84 denote input signal lines, 85 to 88 membership function memory units, 89 to 90 fuzzy logic circuits, 91 and 92 counters, 93 and 94 membership function memories, 95 and 96 fuzzy logic circuits, and 97 and 98 output signal lines.

Das Fuzzyinterferenzsystem weist 4 Eingangsignalleitungen 81 bis 84 und zwei Ausgangsignalleitungen 97 und 98 auf. Damit wird in dem System mit vier Eingängen und zwei Ausgängen eine Fuzzyproduktionsregel ausgeführt. The fuzzy interference system has 4 input signal lines 81 to 84 and two output signal lines 97 and 98 . A fuzzy production rule is thus carried out in the system with four inputs and two outputs.

Die Fuzzylogikschaltungen 89, 90, 95 und 96 bestehen aus Exklusivlogikschaltungen.The fuzzy logic circuits 89, 90, 95 and 96 consist of exclusive logic circuits.

Das in dieser Weise aufgebaute Fuzzyinterferenzsystem arbeitet in der folgenden Weise:The fuzzy interference system constructed in this way works in in the following way:

Ein Signal entsprechend dem Element in Fig. 6 wird über die Eingangssignalleitung 81 der Mitgliedschaftfunktionspeichereinheit 85 zugeführt, in der eine vorgegebene Mitgliedschaftfunktion abgespeichert ist. Die Speichereinheit 85 liefert ein Ausgangsignal entsprechend dem Eingangsignal. Die übrigen Mitgliedschaftfunktionspeichereinheiten 86 bis 88 arbeiten in gleicher Weise wie die Mitgliedschaftfunktionseinheit 85.A signal corresponding to the element in FIG. 6 is supplied via the input signal line 81 to the membership function storage unit 85 , in which a predetermined membership function is stored. The storage unit 85 supplies an output signal corresponding to the input signal. The remaining membership function storage units 86 to 88 operate in the same manner as the membership function unit 85 .

Die Fuzzylogikschaltungen 89 und 90 sind so ausgestaltet, daß sie vorgegebene Fuzzy-AND(UND)-Operationen durchführen. Jeder der Fuzzylogikschaltungen 89 und 90 erhält vier Eingangswerte von den Mitgliedschaftfunktionspeichereinheiten 85 bis 88 und gibt einen Ausgangswert aus.Fuzzy logic circuits 89 and 90 are configured to perform predetermined fuzzy AND (AND) operations. Each of the fuzzy logic circuits 89 and 90 receives four input values from the membership function storage units 85 to 88 and outputs an output value.

Das Fuzzyinterferenzsystem umfaßt einen sogenannten "Bedingungsabschnitt" (condition section) (oder früherer Bedingungsabschnitt) und einen sogenannten "Ergebnisabschnitt" (result section; oder späterer Bedingungsabschnitt). Der Bedingungsabschnitt erstreckt sich von den Eingangsignalleitungen 81 bis 84 zu den Fuzzylogikschaltungen 89 und 90, während der Ergebnisabschnitt die übrigen Komponenten umfaßt.The fuzzy interference system includes a so-called "condition section" (or earlier condition section) and a so-called "result section" (or later condition section). The condition section extends from the input signal lines 81 to 84 to the fuzzy logic circuits 89 and 90 , while the result section comprises the remaining components.

Die Ausgangssignale des Bedingungsabschnittes werden den Fuzzylogikschaltungen 95 und 96 im Ergebnisabschnitt zugeführt, wo vorgegebene Fuzzy-AND-Operationen durchgeführt werden. Die Ausgangssignale der Mitgliedschaftfunktionspeichereinheiten 93 und 94 werden auch den Fuzzylogikschaltungen 95 beziehungsweise 96 zugeführt.The output signals of the condition section are fed to the fuzzy logic circuits 95 and 96 in the result section where predetermined fuzzy AND operations are performed. The output signals of the membership function storage units 93 and 94 are also supplied to the fuzzy logic circuits 95 and 96, respectively.

Die Ausgangsignale der Zähler 91 und 92 werden den Mitgliedschaftfunktionspeichereinheiten 93 beziehungsweise 94 zugeführt. Insbesondere erzeugt jeder Zähler Signale, die den Elementen der in der jeweiligen Mitgliedschaftfunktionspeichereinheit gespeicherten Mitgliedfunktion entsprechen, in steigender Ordnung (oder in abnehmender Ordnung) der Elemente. In Abhängigkeit der so erzeugten Signale werden die entsprechenden Mitgliedschaftfunktionswerte sukzessive ausgegeben.The output signals of the counters 91 and 92 are supplied to the membership function storage units 93 and 94, respectively. In particular, each counter generates signals corresponding to the elements of the membership function stored in the respective membership function storage unit in increasing order (or decreasing order) of the elements. Depending on the signals generated in this way, the corresponding membership function values are output successively.

In den Fuzzylogikschaltungen 95 und 96 werden die Ausgangssignale des Bedingungsabschnitts und die Mitgliedschaftfunktionswerte, die sukzessive von den Mitgliedschaftfunktionsspeichereinheiten 93 und 94 ausgegeben werden, einer Fuzzy-AND-Operation unterzogen. Die Ausgangssignale der Fuzzylogikschaltungen 95 und 96 werden ihren Ausgangssignalleitungen 97 beziehungsweise 98 zugeführt.In the fuzzy logic circuits 95 and 96 , the output signals of the condition section and the membership function values which are successively output from the membership function storage units 93 and 94 are subjected to a fuzzy AND operation. The output signals of the fuzzy logic circuits 95 and 96 are fed to their output signal lines 97 and 98, respectively.

Eine Ausführungsform eines Fuzzyinterferenzsystems, auf das die technische Konzeption der Erfindung angewendet wird, ist in Fig. 10 dargestellt, wobei diejenigen Schaltungselemente, die schon an Hand von Fig. 9 beschrieben wurden, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. In Fig. 10 bezeichnen Bezugszeichen 89-1, 90-1, 95-1 und 96-1 Operationsabschnittspeichereinheiten; B bezeichnet einen Bedingungsabschnitt und C das Fuzzyinterferenzsystem.An embodiment of a fuzzy interference system to which the technical concept of the invention is applied is shown in FIG. 10, wherein those circuit elements which have already been described with reference to FIG. 9 are designated by the same reference symbols. In Fig. 10, reference numerals 89-1, 90-1, 95-1 and 96-1 denote operation section storage units ; B denotes a condition section and C the fuzzy interference system.

Wie sich deutlich aus einem Vergleich der Fig. 9 und 10 ergibt, unterscheidet sich das Fuzzyinterferenzsystem gemäß der Erfindung von dem herkömmlichen Fuzzyinterferenzsystem dadurch, daß die Fuzzylogikschaltungen 89, 90, 95 und 96 durch die Operationsabschnittspeichereinheiten 89-1, 90-1, 95-1 und 96-1 ersetzt sind.As is 9 and 10, is clear from a comparison of FIGS., The fuzzy interference system according to the invention from the conventional fuzzy interference system differs in that the fuzzy logic circuits 89, 90, 95 and 96 through the operation section memory units 89-1, 90-1, 95- 1 and 96-1 are replaced.

Die Methode, jede Fuzzylogikschaltung programmierbar zu machen, indem sie durch eine Operationsabschnittspeichereinheit ersetzt wird, wurde schon beschrieben. Bei dieser Anwendung werden die Schaltungselemente, die das Fuzzyinterferenzsystem bilden, in wenige Gruppen aufgeteilt, und die Gruppen werden programmierbar entsprechend der an Hand der Fig. 1 und 2 beschriebenen Methode ausgestaltet.The method of making each fuzzy logic circuit programmable by replacing it with an operation section storage unit has already been described. In this application, the circuit elements that form the fuzzy interference system are divided into a few groups, and the groups are designed programmably according to the method described with reference to FIGS . 1 and 2.

Beispielsweise kann der Bedingungsabschnitt B, der (in Fig. 10) von einer gestrichelten Linie eingerahmt ist, oder das Fuzzyinterferenzsystem C, das von der Punkt-Strichlinie eingerahmt ist, programmierbar ausgestaltet werden. Natürlich ist es möglich, nur den Ergebnisabschnitt (der neben dem Bedingungsabschnitt B im Fuzzyinterferenzsystem C verbleibende Teil) programmierbar ausgestaltet werden.For example, the condition section B , which is framed by a dashed line (in FIG. 10), or the fuzzy interference system C , which is framed by the dot-dash line, can be designed to be programmable. Of course it is possible to design only the result section (the part remaining in the fuzzy interference system C in addition to the condition section B ).

Bei der praktischen Anwendung der Fuzzyinterferenz werden im allgemeinen mehrere Einheiten von zehn Fuzzyinterferenzsystemen C parallel geschaltet. Diese so geschalteten Fuzzyinterferenzsysteme C können als ganzes programmierbar ausgestaltet werden.When fuzzy interference is used in practice, several units of ten fuzzy interference systems C are generally connected in parallel. These fuzzy interference systems C connected in this way can be designed as a whole to be programmable.

Fig. 11 zeigt das Grundprinzip, ein Fuzzyinterferenzsystem programmierbar auszugestalten. In Fig. 11 bezeichnet das Bezugszeichen 100 eine Programmieradreß-Signalleitung, 101 und 102 Eingangsignalleitungen, 103 eine Eingangsauswahlschaltung, 104 einen Speicherabschnitt, 105 und 106 Zweiwegpuffer, 107 eine Programmierdatensignalleitung und 108 eine Ausgangssignalleitung. Fig. 11 entspricht der Anordnung nach Fig. 1. Fig. 11 shows the basic principle to design a fuzzy interference system programmable. In Fig. 11, reference numeral 100 denotes a programming address signal line, 101 and 102 input signal lines, 103 an input selection circuit, 104 a memory section, 105 and 106 two-way buffers, 107 a programming data signal line and 108 an output signal line. Fig. 11 corresponds to the arrangement 1 of FIG..

Wenn der Bedingungsabschnitt B programmierbar gemacht wird, umfaßt der Speicherabschnitt 104 die Mitgliedschaftfunktionspeichereinheiten 85 bis 88 und die Operationabschnittspeichereinheiten 89-1 und 90-1. Wenn das Fuzzyinterferenzsystem in seiner Gesamtheit programmierbar gemacht wird, werden zusätzlich die Mitgliedschaftfunktionspeichereinheiten 93 und 94 und die Operationabschnittspeichereinheiten 95-1 und 96-1 eingeschlossen.When condition section B is made programmable, storage section 104 includes membership function storage units 85 through 88 and operation section storage units 89-1 and 90-1 . When the fuzzy interference system as a whole is made programmable, membership function storage units 93 and 94 and operation section storage units 95-1 and 96-1 are additionally included.

Durch Voreinstellen dieser Schaltungselemente wählt die Eingangauswahlschaltung 103 die Programmieradreßsignalleitung 100 aus. Das von der Programmieradreßsignalleitung 100 abgegebene Signal hat die Adresse in der Mitgliedschaftfunktionspeichereinheit 85, 86, 87 oder 88 oder in den Operationsabschnittspeichereinheiten 89-1 oder 90-1 zu spezifizieren.By presetting these circuit elements, the input selection circuit 103 selects the programming address signal line 100 . The signal output from the programming address signal line 100 must specify the address in the membership function storage unit 85, 86, 87 or 88 or in the operation section storage units 89-1 or 90-1 .

Die Dateninformation, die über den Zweiwegpuffer 105 von der Programmierdatensignalleitung 107 zugeführt wird, wird unter der Adresse gespeichert, die auf diese Weise von dem durch die Programmieradreßsignalleitung 100 abgegebenen Signal spezifiziert worden ist. Die Programmierdatensignalleitung 107 wird benutzt, um Datensignale der Mitgliedschaftfunktionspeichereinheit 85 usw. oder der Operationabschnittspeichereinheit 89-1 usw. zuzuführen.The data information supplied from the programming data signal line 107 through the two-way buffer 105 is stored at the address thus specified by the signal output from the programming address signal line 100 . The programming data signal line 107 is used to supply data signals to the membership function storage unit 85 etc. or the operation section storage unit 89-1 etc.

Bei der Durchführung einer Fuzzylogikoperation wählt die Eingangauswahlschaltung 103 die Eingangsignalleitungen 101 und 102 aus. Bei dem in Fig. 11 dargestellten Fall werden zwei Eingänge vorgesehen; es wird jedoch hervorgehoben, daß die Zahl der Eingänge nicht auf nur 2 begrenzt ist. Mit dem Eingangsignal als Adresse wird das Ausgangssignal der Mitgliedschaftfunktionspeichereinheit ausgegeben. In ähnlicher Weise wird in der Operationabschnittspeichereinheit mit dem Eingangsignal als Adresse das Operationsergebnis entsprechend dem Tabellensuchsystem ausgelesen.When performing a fuzzy logic operation, the input selection circuit 103 selects the input signal lines 101 and 102 . In the case shown in Fig. 11, two inputs are provided; however, it is emphasized that the number of inputs is not limited to only 2. With the input signal as the address, the output signal of the membership function storage unit is output. Similarly, the operation result corresponding to the table search system is read out in the operation section storage unit with the input signal as the address.

Die so erhaltenen Ausgangsignale werden durch den Zweiwegpuffer 106 zu der Ausgangsignalleitung 108 geführt.The output signals thus obtained are fed through the two-way buffer 106 to the output signal line 108 .

Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, hat die Erfindung die folgenden Wirkungen und Vorteile:As can be seen from the above description, the Invention has the following effects and advantages:

  • 1. Um eine Fuzzylogikoperation hinreichend genau mit einer Digitalschaltung zu approximieren, werden mehrere Pegel verwendet; jedoch kann erfindungsgemäß bei einer Ausführungsform die Zahl der Operationsabschnittseinheiten gleich 1 sein.
    Wie im Zusammenhang mit konventionellen Systemen beschrieben wurde, läßt sich mit einer Erhöhung der Anzahl der Stufen bzw. Pegel die Genauigkeit der Approximation verbessern; jedoch ergibt sich, daß die Anzahl der Arten von Fuzzylogikoperationen erhöht wird, und zwar insoweit und entsprechend der Erhöhung der Anzahl der arithmetischen Exklusivschaltungen.
    Andererseits kann erfindungsgemäß die durchzuführende Änderung der Inhalte einer Fuzzylogikoperation durch bloßes Überschreiben (rewriting) der Inhalte der Daten in der Operationsabschnittspeichereinheit erfolgen.
    1. In order to approximate a fuzzy logic operation with a digital circuit with sufficient accuracy, several levels are used; however, according to the invention, in one embodiment, the number of operation section units can be 1.
    As described in connection with conventional systems, the accuracy of the approximation can be improved by increasing the number of stages or levels; however, it turns out that the number of types of fuzzy logic operations is increased in that and in accordance with the increase in the number of exclusive arithmetic circuits.
    On the other hand, according to the invention, the contents of a fuzzy logic operation to be carried out can be changed simply by rewriting the contents of the data in the operation section storage unit.
  • 2. Probleme der Fuzzylogik sind intensiv erforscht worden, und es ist sehr wahrscheinlich, daß nun Fuzzylogikoperationen angewendet werden, die bisher nicht angewendet wurden. Derartige Fuzzylogikoperationen können einfach durchgeführt werden, indem die Inhalte der Operationabschnittspeichereinheit überschrieben werden.2. Problems of fuzzy logic have been researched intensively, and it is very likely that now fuzzy logic operations be applied that have not been used previously. Such fuzzy logic operations can easily be performed by the contents of the operation section storage unit be overwritten.
  • 3. Die wesentlichen Teile des Fuzzyinterferenzsystems können aus Speicher gebildet werden und erfindungsgemäß programmierbar gestaltet werden.3. The essential parts of the fuzzy interference system can are formed from memory and programmable according to the invention be designed.

Die Erfindung wurde an Hand einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben. Der Fachmann erkennt jedoch, daß zahlreiche Änderungen und Modifikationen erfolgen können, ohne das erfinderische Prinzip aufzugeben, das durch die nachfolgenden Patentansprüche unter Schutz einschließlich der Änderungen und Modifikationen gestellt werden soll.The invention has been achieved on the basis of a preferred embodiment described. However, those skilled in the art will recognize that numerous Changes and modifications can be made without that abandon inventive principle by the following Claims under protection including changes and Modifications should be made.

Claims (5)

1. Programmierbare Fuzzylogikschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Operationsabschnittsspeichermittel aufweist, in dem ein als Antwort auf ein Eingangsignal auszugebendes Operationsergebnis unter einer Adresse abgespeichert wird, die von diesem Eingangsignal spezifiziert worden ist und daß das Operationsergebnis überschreibbar ist.1. Programmable fuzzy logic circuit, characterized in that it has an operation section storage means in which an operation result to be output in response to an input signal is stored at an address which has been specified by this input signal and that the operation result can be overwritten. 2. Programmierbare Fuzzylogikschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiter ein Operationsergebniszufuhrmittel aufweist, das im Zusammenhang mit dem Überschreiben des Operationsergebnisses selektiv eine Datenmenge aus einer Vielzahl von Datenmengen einschließlich Operationsergebnisse dem Operationsabschnittspeichermittel zuführt.2. Programmable fuzzy logic circuit according to claim 1, characterized characterized as further operating result delivery means which, in connection with the overwriting of the Operation result selectively a data set from a Variety of data sets including surgery results feeds the operation section storage means. 3. Programmierbare Fuzzylogikschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Operationsergebniszufuhrmittel eine Operationsergebniszufuhrspeichereinheit ist, die Vielzahl von Datenmengen einschließlich Operationsergebnisse speichert, eine Vielzahl von Datenmengen als Antwort auf ein Steuersignal auswählt und diese so ausgewählten Operationsergebnisse gemäß einer spezifizierten Adresse ausgibt.3. Programmable fuzzy logic circuit according to claim 2, characterized characterized in that the operation result supply means is an operation result supply storage unit which Variety of data sets including surgery results stores a large amount of data in response  selects a control signal and selects it Outputs operation results according to a specified address. 4. Programmierbare Fuzzylogikschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiter ein Signalerzeugungsmittel aufweist, das ein Adreßsignal zum Spezifizieren einer Adresse in dem Operationsabschnittspeichermittel und einer Adresse in der Operationsergebniszufuhrspeichereinheit sowie das Steuersignal erzeugt, das der Operationsergebniszufuhrspeichereinheit zugeführt wird.4. Programmable fuzzy logic circuit according to claim 3, characterized characterized in that it further comprises a signal generating means, which is an address signal for specifying an address in the operation section storage means and an address in the operation result feed storage unit as well as that Control signal generated that the operation result supply storage unit is fed. 5. Programmierbare Fuzzyschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Signalerzeugungsmittel durch einen Zähler gebildet wird.5. Programmable fuzzy circuit according to claim 4, characterized characterized in that the signal generating means by a Counter is formed.
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