[发明专利]一种支持多值逻辑的三稳态RS触发器

说明书

技术领域

本发明涉及一种支持多值逻辑的三稳态RS触发器，属于数字电路技术领域。

背景技术

分子计算是基于多值逻辑的，而三稳态RS触发器是构建基于数字逻辑电路的分子计算的基础部件之一。分子计算以缄基（A、T、C、G）编码的DNA为“数据”，以DNA生化反应为“运算”，反应前的DNA作为问题的“输入”，反应后DNA为“输出”，经多项式时间“运算”，最终获得并读出“答案”。

分子计算是一种基于空间的处理模式，它通过高效的信息编码和巨大的并行存储及处理系统，能同时生成、处理和存储指数个数据，实现指数的加速计算和时空复杂性转换。

分子计算的编码中的A,T,G,C可以通过用两位二进制来表示四种状态，00表示空状态，01表示0状态，10表示1状态，11即包含01也包含10。

DNA作为信息的载体，存储容量是非常大的，但是容器中DNA存在不可控性，且DNA链使用后不可复用等劣势。利用集成电路技术的形式来实现DNA计算的结构，从而很好地结合二者的优点，实现一个新的体系结构。

01,10,11是使用较多的状态，目前基本的RS触发器只能获得01,10两种稳定态，无法获得稳定的11状态。

发明内容

本发明的目的是为解决现有RS触发器不能获得11状态的问题，提出一种支持多值逻辑的三稳态RS触发器，能获取01,10,11三种稳定状态。

一种支持多值逻辑的三稳态RS触发器，包括三个与非门G1、G2和G3，两个与门AND1和AND2。其中，G1和G2分别包括三输入端和一输出端，G3包括四输入端和一个输出端，AND1和AND2分别包括两个输入端和一个输出端。三稳态RS触发器的两个输入为S、R，两个输出为Q、N，即分别为G1和G2的输出。

组成部分间的连接关系为：G3的四输入端的输入分别为S、R、Q、N，G1的三个输入端分别连接G3的输出端、S、AND2的输出端，G2的三个输入端分别连接G3的输出端、R、AND1的输出端；AND1的两个输入端均连接G1的输出Q，AND2的两个输入端均连接G2的输出N。

所述AND1和AND2的作用为产生延迟。

当三稳态RS触发器的两个输入S、R为不同逻辑电平时，两个输出端Q和N为两种互补的稳定状态，即Q和N分别输出01和10，或者分别输出10和01。所述稳定状态的含义为不受外界干扰而变化，一旦输出既能持续保持的状态。

当三稳态RS触发器的两个输入S、R均为高电平时，触发器保持上一个状态不变。

当三稳态RS触发器的两个输入S、R均为低电平时，触发器输出端Q和N均为1，且能持续保持。

所述的三稳态RS触发器能够获得稳定的01,10和11三种状态。

所述的三稳态RS触发器，其特征方程为：

Qⁿ⁺¹＝S+QⁿR

Nⁿ⁺¹＝R+NⁿS

其中，Qⁿ和Nⁿ分别表示第n时刻的输出端状态，Qⁿ⁺¹和Nⁿ⁺¹分别表示第n+1时刻的输出端状态。

有益效果

本发明的三稳态RS触发器能获取01,10,11三种稳定状态，实现多值逻辑，结构简单易行，为构建基于数字电路的分子计算机提供技术支持。

附图说明

图1为本发明的三稳态RS触发器的逻辑符号图；

图2为本发明的三稳态RS触发器的电路图；

图3为具体实施方式中三稳态RS触发器的仿真图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明内容进行进一步说明。

本发明的三稳态RS触发器的逻辑符号如图1所示，其内部电路如图2所示，包括三个与非门G1、G2和G3，两个与门AND1和AND2。其中，G1和G2分别包括三输入端和一输出端，G3包括四输入端和一个输出端，AND1和AND2分别包括两个输入端和一个输出端。三稳态RS触发器的两个输入为S、R，两个输出为Q、N，即分别为G1和G2的输出。

所述G1的三输入端分别为a1、b1、c1，一输出端为Q，

所述G2包括三输入端a2、b2、c2和一输出端N，

所述G3包括四输入端a3、b3、c3、d3和一个输出端e3，

所述AND1包括两个输入端A1、B1和一个输出端C1。