Implementación eficiente de controladores difusos en FPGA basados en síntesis de alto nivel

Abstract

Los sistemas de control basado en lógica difusa(FLC, Fuzzy Logic Controller) poseen ventajas, ya que norequieren modelado matemático y además son útiles cuando senecesita del conocimiento de un experto para el manejo dedatos imprecisos. Resulta interesante para la implementaciónde un FLCs la utilización de la tecnología FPGA. Estatecnología presenta ventajas respecto a la velocidad deprocesamiento, consumo de potencia, flexibilidad de diseño yreconfiguración. Este trabajo presenta una herramientabasada en HLS para generar FLCs sobre FPGA. Durante sudesarrollo también se analizaron las directivas de síntesis conmayor impacto sobre la performance de los algoritmos.Además se desarrollaron tres problemas de lógica difusa paraverificar el funcionamiento de la herramienta.

Fuzzy Logic Controllers (FLC) are control systems commonly used on problems where data is not accurate or its domain is not well-known. This is because instead of using complex mathematical models to work, they use a set of rules to evaluate data. To implement this kind of controllers one interesting option is FPGA. This technology has advantages based on reconfigurability, performance, energy usage and design flexibility. This work presents a tool based on HLS and FPGA that allows users to generate Fuzzy Logic Controllers from abstract descriptions. Also the most impactful synthesis directives for optimizing the different stages of a FLC are detailed. Finally, three case studies are presented to evaluate the tool.