高分解能・高速推論ファジィ推論プロセッサー (三菱電機)

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事例名

高分解能・高速推論ファジィ推論プロセッサー

企業・団体名

三菱電機

出展

日刊工業新聞 1993年

内容

 高分解能で毎秒20万回 プロセッサー開発 三菱電機(社長北岡隆氏)は自動車の燃料噴射などエンジン制御にも利用できる高分解能・高速推論のファジィ推論プロセッサーを開発した。入力分解能が12ビット(出力分解能は16ビット)で、一秒間に20万回のファジィ推論を行える。これまでファジィ推論では難しいとされていた高分解能と高速性を初めて両立させたという。自動車エンジン制御に利用も ファジィ推論は入力と出力の状態を「メンバーシップ関数」で定義するとともに、入出力間を複数のルールで関係付けて計算を進める。人間の感覚に近い柔軟で微妙な制御ができることから、家電機器やプロセス制御などで広く使われているが、推論回数が一秒間に1,000回以下の低速でも十分なため、現在は汎用プロセッサーを用い、ソフトウエアで実現している。一方、自動車、機械、航空・宇宙、データ処理などの分野では高速・高精度の推論が必要なため専用LSIを使っている。しかし入力分解能を12ビットにすると推論速度は一秒間に10,000回以下、8ビットで10,000回強。半面、一秒間に数10万~数100万回の推論をさせるためには入力分解能が6ビットに落ちるなど、高分解能と高速性の両立は難しかった。同社では①メンバーシップ関数を25ナノ秒以下の高速で計算できるメンバーシップ関数発生器をつくった②一つの命令で一つのルールを処理するルール命令を設けて、入力が2つの場合、150ナノ秒で一ルールを処理できる高速の逐次処理にした③乗算を使わず加算だけで重心を計算する方法を採用してハードウエア量を削減した④ルール間の矛盾をチェックする機能を付加して、推論の信頼性を向上させた-ことなどによって入力12ビットの高分解能と一秒間に20万回のファジィ推論を行える高速性を同時に達成したとしている。デザインルールは一ミクロンで、チップサイズは 7.5×6.7mm。

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