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恢复模糊逻辑专用器件新方案

发布时间:2007/8/30 0:00:00 访问次数:429

    自Lofti Zadeh首次提出模糊逻辑理论以来,模糊逻辑已向前迈出惊人的步伐,特别是关于此理论的实用研究方面。的确,从前,属于大学研究中心的课题,现在是工业所用的强有力的工具。实际上,模糊逻辑基应用正在日益增长,这不仅仅包括高档和高技术应用,而且特别是在消费类产品中应用增长更快。

    现在,模糊逻辑的大多数应用是用写在标准微控制器中的软件程序实现的。这种方法尽管具有经济和其他优点,但在灵活性和合成性方面有某种限制,尤其是在执行算法性能方面有局限性。

    这些因素导致VLSI设计人员想到用专用器件实现模糊计算。确实,已有了模糊协处理器,它们与标准微处理器结合提高了计算和控制性能。然而,这种器件在很多情况下不是一种经济方案,因为它们需要两个“贵重的”元件外加一些接口逻辑。

    因此,实现模糊逻辑基控制系统的正确方法是用专用器件,这种专用器件具有模糊计算能力、标准微控制器特性、“传统”布尔计算能力、I/O单元和片上外设。这就是STMicroelectronics公司提出的ST52家族元件方案。

ST52x420Dualogic TM 微控制器

    “DualogicTM”一词的意思是器件具有布尔和模糊两种计算功能。为此,它提供微控制器标准的指令系统:送数、加、减、乘、除、逻辑AND、逻辑OR、位方式移位、无条件和条件转移、子程序调用、控制指令。模糊计算单元是在程序开始模糊指令部分时传递控制的辅助结构。这样的模糊指令部分可在程序中使用多次,;而且用几个模糊计算块不仅仅为了实现系统控制,也可实现其他功能(如“虚拟传感器”或自适应控制)。对于这种应用,传统的微控制器的功能是选择哪种控制来执行,而模糊功能去实现它。

    除了上述功能外,为了执行控制,它还具有从传感器或从其他器件采集数据的外设。实际上,ST52x420配备有8通道8位A/D变换器、23条可配置I/O引脚、看门狗定时器、3个PWM/定时器(带16位预定标计数器的8位“自动重新输入”计数器)。通过外部引脚可以驱动其中一个PWM/定时器,以便获得像事件计数器、输入捕获和输出比较这样的功能。所有PWM/定时器可产生定时器和PWM中 的波形。为了控制PWM模式中3相全桥驱动器,有单独的引脚提供负向波形。图1示出ST52x420功能框图。

    总之,可以说ST52具有实现智能控制的所有功能:采集数据、管理信息、做出判断、计算控制动作和执行控制。这些性能使控制系统实现的成本降低,所以可以说产品的战略是经济的。

FUZZYSTUDIO TM 4

   
无论如何,一个好的低成本元件对经济应用是不够的。事实上,产品的上市时间是基本法则,这意味着为了缩短应用设计的时间(从而降低成本),需要强有力的和易于使用的开发工具。为了满足这种要求,STMicroelectronics公司提供ST52家族开发系统FUZZYSTUDIOTM4,为低档微控制器编程提供新设计方法。这种方法称之为“视觉方法”,为器件编程提供快速、简单的方法,不需要用汇编程序,从而缩短了开发时间和降低了成本。用户接口是某些“奇才(Wizards)”构图成的简单直观图像支持和编辑环境。

    由设计人员对微控制器进行编程的主要操作如下:

    ·器件和外设配置

    ·变量定义和初始化

    ·主程序定义

    ·用户的流程定义

    ·中断服务子程序定义

    图2示出FUZZYSTUDIOTM4概观。

    FUZZYSTUDIOTM4执行上述操作借助于目标视窗,目标视窗包含进入开发编程操作环境的树形视图。双击“Peripheral”项,便可进入外设配置环境。借助能提供外设性能指标的参数表就能执行这种操作,而不用写任何代码行,仅仅用鼠标点击引导选择就行。应考虑到,为了配置外设必须编程几个寄存器的每一位,连续地保持数据表在视野之下。用新的方法,不仅仅能较快地得到配置,而且也能避免编程不允许配置的错误差。在编译期间自动生成相应的代码。

    双击“Variables

    自Lofti Zadeh首次提出模糊逻辑理论以来,模糊逻辑已向前迈出惊人的步伐,特别是关于此理论的实用研究方面。的确,从前,属于大学研究中心的课题,现在是工业所用的强有力的工具。实际上,模糊逻辑基应用正在日益增长,这不仅仅包括高档和高技术应用,而且特别是在消费类产品中应用增长更快。

    现在,模糊逻辑的大多数应用是用写在标准微控制器中的软件程序实现的。这种方法尽管具有经济和其他优点,但在灵活性和合成性方面有某种限制,尤其是在执行算法性能方面有局限性。

    这些因素导致VLSI设计人员想到用专用器件实现模糊计算。确实,已有了模糊协处理器,它们与标准微处理器结合提高了计算和控制性能。然而,这种器件在很多情况下不是一种经济方案,因为它们需要两个“贵重的”元件外加一些接口逻辑。

    因此,实现模糊逻辑基控制系统的正确方法是用专用器件,这种专用器件具有模糊计算能力、标准微控制器特性、“传统”布尔计算能力、I/O单元和片上外设。这就是STMicroelectronics公司提出的ST52家族元件方案。

ST52x420Dualogic TM 微控制器

    “DualogicTM”一词的意思是器件具有布尔和模糊两种计算功能。为此,它提供微控制器标准的指令系统:送数、加、减、乘、除、逻辑AND、逻辑OR、位方式移位、无条件和条件转移、子程序调用、控制指令。模糊计算单元是在程序开始模糊指令部分时传递控制的辅助结构。这样的模糊指令部分可在程序中使用多次,;而且用几个模糊计算块不仅仅为了实现系统控制,也可实现其他功能(如“虚拟传感器”或自适应控制)。对于这种应用,传统的微控制器的功能是选择哪种控制来执行,而模糊功能去实现它。

    除了上述功能外,为了执行控制,它还具有从传感器或从其他器件采集数据的外设。实际上,ST52x420配备有8通道8位A/D变换器、23条可配置I/O引脚、看门狗定时器、3个PWM/定时器(带16位预定标计数器的8位“自动重新输入”计数器)。通过外部引脚可以驱动其中一个PWM/定时器,以便获得像事件计数器、输入捕获和输出比较这样的功能。所有PWM/定时器可产生定时器和PWM中 的波形。为了控制PWM模式中3相全桥驱动器,有单独的引脚提供负向波形。图1示出ST52x420功能框图。

    总之,可以说ST52具有实现智能控制的所有功能:采集数据、管理信息、做出判断、计算控制动作和执行控制。这些性能使控制系统实现的成本降低,所以可以说产品的战略是经济的。

FUZZYSTUDIO TM 4

   
无论如何,一个好的低成本元件对经济应用是不够的。事实上,产品的上市时间是基本法则,这意味着为了缩短应用设计的时间(从而降低成本),需要强有力的和易于使用的开发工具。为了满足这种要求,STMicroelectronics公司提供ST52家族开发系统FUZZYSTUDIOTM4,为低档微控制器编程提供新设计方法。这种方法称之为“视觉方法”,为器件编程提供快速、简单的方法,不需要用汇编程序,从而缩短了开发时间和降低了成本。用户接口是某些“奇才(Wizards)”构图成的简单直观图像支持和编辑环境。

    由设计人员对微控制器进行编程的主要操作如下:

    ·器件和外设配置

    ·变量定义和初始化

    ·主程序定义

    ·用户的流程定义

    ·中断服务子程序定义

    图2示出FUZZYSTUDIOTM4概观。

    FUZZYSTUDIOTM4执行上述操作借助于目标视窗,目标视窗包含进入开发编程操作环境的树形视图。双击“Peripheral”项,便可进入外设配置环境。借助能提供外设性能指标的参数表就能执行这种操作,而不用写任何代码行,仅仅用鼠标点击引导选择就行。应考虑到,为了配置外设必须编程几个寄存器的每一位,连续地保持数据表在视野之下。用新的方法,不仅仅能较快地得到配置,而且也能避免编程不允许配置的错误差。在编译期间自动生成相应的代码。

    双击“Variables

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