模糊推理系统在DSP上的实现和优化

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文章编号：１００８－０５７０（２００７）０３－２－０１７７－０３

ＤＳＰ开发与应用

模糊推理系统在ＤＳＰ上的实现和优化

ＲｅａｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆＦｕｚｚｙＩｎｆｅｒｅｎｃｅｓｙｓｔｅｍｉｎＤＳＰ

（吉林大学）武星星

朱喜林李晓梅

ＷＵＸＩＮＧＸＩＮＧＺＨＵＸＩＬＩＮＬＩＸＩＡＯＭＥＩ

摘要：提出了一种便捷的模糊推理系统在ＤＳＰ（数字信号处理器）上的实现方法，详述了利用ＭＡＴＬＡＢ的模糊逻辑工具箱对模糊系统建模、算法模拟及在ＴＭＳ３２０ＶＣ５５０９系统上的实现过程，对实现中遇到的问题给出了相应的解决方法。结合程序特点和硬件结构对代码进行了优化。通过实例证明，按此方法在ＤＳＰ上实现的模糊推理系统和在ＭＡＴＬＡＢ中算法模拟的输出一致，优化后代码的运行时间减少了约四分之一。

关键词：模糊推理系统；数字信号处理器；ＭＡＴＬＡＢ；代码优化

文献标识码：Ａ中图分类号：ＴＰ２７３

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｎｉｍｂｌｅｍｅｔｈｏｄｔｏｒｅａｌｉｚｅｆｕｚｚｙｉｎｆｅｒｅｎｃｅｓｙｓｔｅｍｉｎＤＳＰｗａｓａｄｖａｎｃｅｄ．Ｗｈｏｌｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｍｏｄｅｌｉｎｇｆｕｚｚｙｉｎｆｅｒｅｎｃｅｓｙｓｔｅｍ

ｗｉｔｈｆｕｚｚｙｌｏｇｉｃｔｏｏｌｂｏｘｏｆＭＡＴＬＡＢ，ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎｉｎＴＭＳ３２０ＶＣ５５０９ｓｙｓｔｅｍｗｅｒｅｄｗｅｌｌｅｄｏｎ．Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓｔｏｐｒｏｂｌｅｍｓｅｎｃｏｕｎｔｅｒｅｄｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｗｅｒｅｇｉｖｅｎ．Ｐｒｏｇｒａｍｃｏｄｅｗａｓｏｐｔｉｍｉｚｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｒａｉｔｓｏｆｔｈｅｐｒｏｇｒａｍａｎｄｓｐｅｃｉｆｉｃｈａｒｄｗａｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．ＩｔｗａｓｐｒｏｖｅｄｂｙｅｘａｍｐｌｅｓｔｈａｔｏｕｔｐｕｔｏｆｆｕｚｚｙｉｎｆｅｒｅｎｃｅｓｙｓｔｅｍｒｅａｌｉｚｅｄｉｎＤＳＰｗｉｔｈｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｃｏｉｎｃｉｄｅｗｉｔｈｏｕｔｐｕｔｏｆａｒｉｔｈｍｅｔｉｃｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｉｎＭＡＴＬＡＢａｎｄｒｕｎｔｉｍｅｏｆｏｐｔｉｍｉｚｅｄｐｒｏｇｒａｍｃｏｄｅｗａｓｒｅｄｕｃｅｄａｂｏｕｔ２５ｐｅｒｃｅｎｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｕｚｚｙｉｎｆｅｒｅｎｃｅｓｙｓｔｅｍ，ＤＳＰ，ＭＡＴＬＡＢ，ｃｏｄｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ．

首先通过菜单Ｆｉｌｅ—ＮｅｗＦＩＳ—Ｍａｍｄａｎｉ或Ｓｕｇｅｎｏ设定模糊系统的类型，然后通过菜单Ｅｄｉｔ—ＡｄｄＶａｒｉａｂｌｅ—Ｉｎｐｕｔ和

１引言

由于可以系统有效地利用语言形式的专家经验，模糊推理系统已在诸多工程领域获得了应用，并且在复杂非线性问题的解决上具有独到的优势。从２０世纪９０年代以来，随着数字信号处理器ＤＳＰ（ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｏｒ）功能和性价比的不断提升，已成为众多电子产品的核心部件，ＤＳＰ系统被广泛应用于信号处理、自动控制、航空航天、家用电器等各个领域。本文结合ＭＡＴＬＡＢ的模糊逻辑工具箱，以ＴＩ公司的主流低功耗处理器ＴＭＳ３２０ＶＣ５５０９为例，详述了一种便捷地构建模糊推理系统、算法模拟、在ＤＳＰ上实现和代码优化的方法。

Ｏｕｔｐｕｔ为系统增加输入和输出，选定某个输入或输出，在Ｎａｍｅ

文本框中修改输入或输出的名称。双击某个输入／输出或通过菜单Ｅｄｉｔ—ＭｅｍｂｅｒｓｈｉｐＦｕｎｃｔｉｏｎｓ修改输入／输出的隶属度函数类型、参数或增减隶属度函数。通过菜单Ｅｄｉｔ—Ｒｕｌｅｓ启动规则编

辑器，添加模糊推理规则。最后分别选择模糊推理中的与、或、蕴涵和合成运算及解模糊方法的类型即可完成模糊系统的构建。建立后的模糊系统保存成为．ｆｉｓ格式文件，包含系统类型、模糊推理规则表等信息。

要测试建立后的模糊推理系统是否满足要求，首先调用ｒｅａｄ－

技

术创新

２模糊推理系统的构建和算法模拟

模糊推理系统在ＤＳＰ上实现之前，先要进行系统构建和算法模拟，利用ＭＡＴＬＡＢ的模糊逻辑工具箱可以方便地完成这一过程。在ＭＡＴＬＡＢ的命令行输入ｆｕｚｚｙ启动ＦＩＳＥｄｉｔｏｒ，如图１所示：

ｆｉｓ函数将．ｆｉｓ格式文件中读入到ＦＩＳ结构体变量中，然后调用ｅ－ｖａｌｆｉｓ函数可以求出给定输入对应的模糊推理系统输出，从而实现

算法的模拟验证。在模拟验证中如果系统的输出不满足要求，可以反复修改系统的参数和结构直到得到理想的输出为止。

３在ＤＳＰ上的实现

本文所用的数字信号处理器为ＴＭＳ３２０ＶＣ５５０９，它基于代表ＴＩ公司最新一代Ｃ５０００系列ＤＳＰ的ＴＭＳ３２０Ｃ５５ｘ处理器核，主要面向对低功耗、高性能要求严格的应用。同Ｃ５４ｘ系列相比，

Ｃ５５ｘ只用六分之一的功耗就 …… 此处隐藏：273字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……