[發明專利]基于DNA鏈置換的四位超前進位加法器電路的實現方法

有效

• 申請號: 201910845537.0
• 申請日: 2019-09-02
• 公開（公告）號: CN110569975B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 孫軍偉;凌丹;姜素霞;呂傲龍;王延峰;王英聰;黃春;方潔;張勛才;王妍
• 申請（專利權）人: 鄭州輕工業學院
• 主分類號: G06N3/12
• 分類號: G06N3/12;G06F7/50
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司 41125
• 代理人: 栗改

1.一種基于DNA鏈置換的四位超前進位加法器電路的實現方法，其特征在于，其步驟如下：

步驟一：基于DNA鏈置換反應研究DNA鏈置換的反應原理：具有小支點域的DNA單鏈與相匹配的DNA雙鏈發生小支點域堿基互補配對反應，置換出輸出鏈，小支點域堿基互補配對反應是可逆且可級聯的；

步驟二：采用雙軌的思想將四位超前進位加法器的邏輯電路轉化為雙軌電路，并設計分子組合邏輯門，利用DNA單鏈設計輸入信號鏈、輸出信號鏈及對應的報道門DNA鏈；

步驟三：將步驟二中雙軌電路的與、或邏輯門轉化為蹺蹺板門，使用Visual DSD進行對隨機抽取的異或邏輯門的邏輯功能進行仿真驗證；通過蹺蹺板門級聯步驟二設計的分子組合邏輯門得到超前進位加法器分子組合生化電路；

步驟四：使用Visual DSD軟件對步驟三獲得的超前進位加法器分子組合生化電路進行仿真分析，驗證其邏輯運算功能；

所述步驟二中分子組合邏輯門包括分子組合邏輯門G_A/O1-8和異或分子組合邏輯門G_X/XN，蹺蹺板門由一個整合門和一個放大門級聯組合實現，分子組合邏輯門G_A/O1-8的前半部分為整合門、后半部分為放大門，當將蹺蹺板門閾值設為“0.6”時，實現或門的功能，當將蹺蹺板門閾值設為“1.2”時，實現與門的功能；所述步驟二中雙軌電路的輸入信號包括16個，設計了16個扇出門，16個扇出門分別連接16個輸入信號；還包括68個放大門和68個整合門；

16個輸入信號包括輸入信號B₃⁰、B₃¹、B₂⁰、B₂¹、B₁⁰、B₁¹、B₀⁰、B₀¹、A₃⁰、A₃¹、A₂⁰、A₂¹、A₁⁰、A₁¹、A₀⁰、A₀¹并分別通過16個扇出門與4個組合邏輯門以及4個異或分子組合邏輯門G_X/XN的輸入端相連接，與或分子組合邏輯門以及異或分子組合邏輯門G_X/XN的輸出端和分子組合邏輯門G_A/O1、G _A/O2、G _A/O3以及異或分子組合邏輯門G_X/XN的輸入端相連接；所述16個扇出門分別級聯分子組合邏輯門G_A/O1、G_A/O4、G_A/O5、G_A/O6和異或分子組合邏輯門G_X/XN，分子組合邏輯門G_A/O1、G_A/O4、G_A/O5、G_A/O6和異或分子組合邏輯門G_X/XN分別級聯分子組合邏輯門G_A/O1、G_A/O2、G_A/O3，以及異或分子組合邏輯門G_X/XN，分子組合邏輯門G_A/O1、G_A/O2、G_A/O3分別級聯分子組合邏輯門G _A/O1、G _A/O2、G _A/O3，分子組合邏輯門G _A/O1、G _A/O2、G _A/O3分別輸出信號Y₀⁰、Y₀¹和Y₄⁰、Y₄¹，異或分子組合邏輯門G_X/XN的輸出端輸出信號Y₃⁰、Y₃¹，Y₂⁰、Y₂¹，Y₁⁰、Y₁¹；過程中分別輸出C₀、C₁、C₂、C₃四個進位。