[發(fā)明專利]一種支持多值邏輯的三穩(wěn)態(tài)RS觸發(fā)器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310729152.0
• 申請(qǐng)日: 2013-12-25
• 公開（公告）號(hào): CN103701450A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李艷梅;馬天寶;任會(huì)蘭;寧建國(guó);余文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H03K19/00
• 分類號(hào): H03K19/00;H03K3/01
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種支持多值邏輯的三穩(wěn)態(tài)RS觸發(fā)器，屬于數(shù)字電路技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

分子計(jì)算是基于多值邏輯的，而三穩(wěn)態(tài)RS觸發(fā)器是構(gòu)建基于數(shù)字邏輯電路的分子計(jì)算的基礎(chǔ)部件之一。分子計(jì)算以緘基（A、T、C、G）編碼的DNA為“數(shù)據(jù)”，以DNA生化反應(yīng)為“運(yùn)算”，反應(yīng)前的DNA作為問題的“輸入”，反應(yīng)后DNA為“輸出”，經(jīng)多項(xiàng)式時(shí)間“運(yùn)算”，最終獲得并讀出“答案”。

分子計(jì)算是一種基于空間的處理模式，它通過高效的信息編碼和巨大的并行存儲(chǔ)及處理系統(tǒng)，能同時(shí)生成、處理和存儲(chǔ)指數(shù)個(gè)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)指數(shù)的加速計(jì)算和時(shí)空復(fù)雜性轉(zhuǎn)換。

分子計(jì)算的編碼中的A,T,G,C可以通過用兩位二進(jìn)制來表示四種狀態(tài)，00表示空狀態(tài)，01表示0狀態(tài)，10表示1狀態(tài)，11即包含01也包含10。

DNA作為信息的載體，存儲(chǔ)容量是非常大的，但是容器中DNA存在不可控性，且DNA鏈?zhǔn)褂煤蟛豢蓮?fù)用等劣勢(shì)。利用集成電路技術(shù)的形式來實(shí)現(xiàn)DNA計(jì)算的結(jié)構(gòu)，從而很好地結(jié)合二者的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)一個(gè)新的體系結(jié)構(gòu)。

01,10,11是使用較多的狀態(tài)，目前基本的RS觸發(fā)器只能獲得01,10兩種穩(wěn)定態(tài)，無(wú)法獲得穩(wěn)定的11狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為解決現(xiàn)有RS觸發(fā)器不能獲得11狀態(tài)的問題，提出一種支持多值邏輯的三穩(wěn)態(tài)RS觸發(fā)器，能獲取01,10,11三種穩(wěn)定狀態(tài)。

一種支持多值邏輯的三穩(wěn)態(tài)RS觸發(fā)器，包括三個(gè)與非門G1、G2和G3，兩個(gè)與門AND1和AND2。其中，G1和G2分別包括三輸入端和一輸出端，G3包括四輸入端和一個(gè)輸出端，AND1和AND2分別包括兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端。三穩(wěn)態(tài)RS觸發(fā)器的兩個(gè)輸入為S、R，兩個(gè)輸出為Q、N，即分別為G1和G2的輸出。

組成部分間的連接關(guān)系為：G3的四輸入端的輸入分別為S、R、Q、N，G1的三個(gè)輸入端分別連接G3的輸出端、S、AND2的輸出端，G2的三個(gè)輸入端分別連接G3的輸出端、R、AND1的輸出端；AND1的兩個(gè)輸入端均連接G1的輸出Q，AND2的兩個(gè)輸入端均連接G2的輸出N。

所述AND1和AND2的作用為產(chǎn)生延遲。

當(dāng)三穩(wěn)態(tài)RS觸發(fā)器的兩個(gè)輸入S、R為不同邏輯電平時(shí)，兩個(gè)輸出端Q和N為兩種互補(bǔ)的穩(wěn)定狀態(tài)，即Q和N分別輸出01和10，或者分別輸出10和01。所述穩(wěn)定狀態(tài)的含義為不受外界干擾而變化，一旦輸出既能持續(xù)保持的狀態(tài)。

當(dāng)三穩(wěn)態(tài)RS觸發(fā)器的兩個(gè)輸入S、R均為高電平時(shí)，觸發(fā)器保持上一個(gè)狀態(tài)不變。

當(dāng)三穩(wěn)態(tài)RS觸發(fā)器的兩個(gè)輸入S、R均為低電平時(shí)，觸發(fā)器輸出端Q和N均為1，且能持續(xù)保持。

所述的三穩(wěn)態(tài)RS觸發(fā)器能夠獲得穩(wěn)定的01,10和11三種狀態(tài)。

所述的三穩(wěn)態(tài)RS觸發(fā)器，其特征方程為：

Qⁿ⁺¹＝S+QⁿR

Nⁿ⁺¹＝R+NⁿS

其中，Qⁿ和Nⁿ分別表示第n時(shí)刻的輸出端狀態(tài)，Qⁿ⁺¹和Nⁿ⁺¹分別表示第n+1時(shí)刻的輸出端狀態(tài)。

有益效果

本發(fā)明的三穩(wěn)態(tài)RS觸發(fā)器能獲取01,10,11三種穩(wěn)定狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)多值邏輯，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易行，為構(gòu)建基于數(shù)字電路的分子計(jì)算機(jī)提供技術(shù)支持。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的三穩(wěn)態(tài)RS觸發(fā)器的邏輯符號(hào)圖；

圖2為本發(fā)明的三穩(wěn)態(tài)RS觸發(fā)器的電路圖；

圖3為具體實(shí)施方式中三穩(wěn)態(tài)RS觸發(fā)器的仿真圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明內(nèi)容進(jìn)行進(jìn)一步說明。

本發(fā)明的三穩(wěn)態(tài)RS觸發(fā)器的邏輯符號(hào)如圖1所示，其內(nèi)部電路如圖2所示，包括三個(gè)與非門G1、G2和G3，兩個(gè)與門AND1和AND2。其中，G1和G2分別包括三輸入端和一輸出端，G3包括四輸入端和一個(gè)輸出端，AND1和AND2分別包括兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端。三穩(wěn)態(tài)RS觸發(fā)器的兩個(gè)輸入為S、R，兩個(gè)輸出為Q、N，即分別為G1和G2的輸出。

所述G1的三輸入端分別為a1、b1、c1，一輸出端為Q，

所述G2包括三輸入端a2、b2、c2和一輸出端N，

所述G3包括四輸入端a3、b3、c3、d3和一個(gè)輸出端e3，

所述AND1包括兩個(gè)輸入端A1、B1和一個(gè)輸出端C1。