[发明专利]一种基于化学反应动力学的组合逻辑电路设计方法

摘要

本发明公开了一种基于化学反应动力学的组合逻辑电路设计方法，根据设定的逻辑功能，得到一张反映输入信号、输出信号逻辑关系的真值表，将该真值表通过卡诺图作部分映射到形式化学反应网络CRNs，从而实现该设定逻辑功能。方法借助于卡诺图作部分映射，减少使用的化学反应方程数目而不影响所实现的逻辑功能，具有普适一般性，且通俗易懂。

主权项

1.一种基于化学反应动力学的组合逻辑电路设计方法，其特征在于：根据设定的逻辑功能，得到一张反映输入信号、输出信号逻辑关系的真值表，将该真值表通过卡诺图作部分映射到形式化学反应网络CRNs，从而实现该设定逻辑功能；所述形式化学反应网络CRNs包括背景反应、主要反应和修正反应；其中，背景反应用于通过表示稳定的单个比特，得到稳定的输入、输出信号；主要反应用于将真值表所涵盖的逻辑功能，部分映射到形式化学反应网络CRNs当中，使得形式化学反应网络CRNs能实现其真值表所涵盖的逻辑功能；修正反应用于使得输出稳定在同等输入水平上，不产生输出的放大；对输入、输出均作双稳态的背景反应，仅对逻辑1的小分隔作主要反应的映射，且最初在系统中Z′0的浓度为0，得到的修正反应为：其中，Z′1表示预生成物Z′的逻辑值为1，Z0表示输出信号Z的逻辑值为0，Z1表示输出信号Z的逻辑值为1，Z′0表示预生成物Z′的逻辑值为0；对输入、输出均作双稳态的背景反应或者仅对输入作双稳态的背景反应，仅对逻辑1的小分隔作主要反应的映射，且最初系统总Z′0的浓度为10nM，得到的修正反应为：其中，Z′1表示预生成物Z′的逻辑值为1，Z0表示输出信号Z的逻辑值为0，Z1表示输出信号Z的逻辑值为1，Z′0表示预生成物Z′的逻辑值为0。