21138

۲۱۱۳۸

پياده‌سازي منطق فازي بر پايه مدارهاي منطقي چند ارزشي

كارشناسي ارشد

معماري سيستم هاي كامپيوتري

۱۳۹۵

۱۳۹۸/۴/۴

دكتر حاكم بيت الهي

كامپيوتر

مدارهاي منطقي چند ارزشي به مدارهايي گفته مي‌شود كه تعداد سطح‌هاي منطقي آن بيش از دو تا است. مدارهاي منطقي چند ارزشي، نسبت به مدارهاي دودويي معادل با تعداد كمتري ترانزيستور پياده‌سازي مي‌شوند و مصرف توان كمتري دارند. بكارگيري اين مدارها مي‌تواند راه حل مناسبي براي كاهش پيچيدگي و مصرف تون مدارهاي دودويي باشد. در اين پژوهش، روشي نو براي طراحي دروازه‌هاي منطقي چند ارزشي بر پايه ترانزيستورهاي اثر ميداني MOS در پيش گرفته شده است. براي پياده‌سازي بخش استنتاج فازي به كمك منطق چند ارزشي، دو روش پيشنهاد شده‌است. براي هر يك از دو روش پيشنهاد شده، دروازه‌هاي منطقي مناسب طراحي شده‌است. ويژگي منحصر به فرد دروازه‌هاي پيشنهاد شده آن است كه همه ترانزيستورهاي بكار رفته در ساختمان آنها ولتاژ آستانه يكساني دارند. براي پياده‌سازي تابع‌هاي عضويت نيز مدارهاي مناسبي پيشنهاد شده است. بخش استنتاج پيشنهاد شده، قاعده‌هاي فازي را يكي يكي استنتاج مي‌كند. در بخش استنتاج پيشنهاد شده، هر يك از تابع‌هاي عضويت و قاعده‌هاي فازي توانايي به‌روز شدن را دارند. از آنجاييكه پيشرفت حافظه‌هاي چند ارزشي بسيار كند بوده‌است در اين پژوهش پيشنهاد شده است كه براي نگهداري قاعده‌هاي فازي و تابع‌هاي عضويت، حافظه‌هاي دودويي بكار گرفته شوند. به اين ترتيب نياز به بخشي براي تبديل بين دودويي و چند ارزشي وجود دارد كه براي برطرف كردن اين مشكل نيز مدارهاي ويژه‌اي پيشنهاد شده است. دوگروه از دروازه‌هاي پيشنهاد شده با هم و با كارهاي گزارش شده ديگر مقايسه شده‌اند. نتايج حاصل از شبيه‌سازي به كمك نرم‌افزار HSPICE نشان مي‌دهد بخش استنتاج فازي پيشنهاد شده كه در ساختمان آن دروازه‌هاي منطقي چند ارزشي بكارگرفته شده است، نسبت به معادل‌ دودويي خود مصرف توان كمتري دارد.

1398/07/13

Many-valued logic-based implementation of fuzzy logic

6/24/2020 12:00:00 AM

In Multiple-valued logic there are more than two levels of information. Compared to the binary logic circuits, multiple-valued logic circuits are constructed using less number of active devices and generally consume less power. In this thesis a new method is proposed to design multiple-valued logic gates using MOSFETs. In order to implement a fuzzy-logic inference engine using multiple-valued logic gates, two methodes are proposed. For each method, proper multiple-valued logic gates are designed. The distiguishing characteristic of the proposed gates is that all the transistors have the same threshold voltages. Considering the fact that an important part of every fuzzy inference engine is the membership function generators, special circuits are designed to implement fuzzy membership functions. In the proposed inference engine, the fuzzy rules are inferred sequentially, also each membership function and fuzzy input could be updated. Since the the work on multiple-valued memory cells are yet to bring fruitful results, in this thesis binary memories are used to store the data for membership functions. This arises the need for a binary to multiple-valued converter circuit. Special circuits are proposed to address this problem. Two different kinds of the proposed gates are compared together. Simulation results using HSPICE indicates that a multiple-valued inference engine consumes less power that it’s binary counterpart.