CN103716016A - 一种支持多值逻辑的四稳态rs触发器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种支持多值逻辑的四稳态RS触发器,属于数字电路技术领域。具体包括四个与非门G1、G2、G3和G4,两个反向门G5和G6。其中,G1、G2、G3、G4分别包括两个输入端和一输出端,G5和G6分别包括一个输入端和一个输出端。四稳态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;能获得00、01、10、11四种能够持续保持的状态,能用于构建基于数字电路多值逻辑的分子计算机。
Description
技术领域
本发明涉及一种支持多值逻辑的四稳态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,而四稳态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。
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和00状态,为了获得稳定的00,10,10和11同时能够进行保存,特发明次支持多值逻辑的四稳态RS触发器。
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四稳态RS触发器,能获取00,01,10,11三种稳定状态。
一种支持多值逻辑的四稳态RS触发器,包括四个与非门G1、G2、G3和G4,两个反向门G5和G6。其中,G1、G2、G3、G4分别包括两个输入端和一输出端,G5和G6分别包括一个输入端和一个输出端。四稳态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:G5的输入端接S,G6的输入端接R,G3的两个输入端的输入分别为Q和R,G4的两个输入端分别N和S,G1的两个输入端分别连接G4和G5的输出端,G2的两个输入端分别连接G3和G6的输出端,G1的输出端为Q,G2的输出端N。
所述G5和G6的作用为取反态。
当四稳态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。
当四稳态RS触发器的两个输入S、R均为高电平时,触发器状态为11。
当四稳态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00,且能持续保持。
所述的四稳态RS触发器能够获得稳定的00,01,10和11四种状态。
所述的四稳态RS触发器,其特征方程为:
Qn+1=S
Nn+1=R
其中,Qn+1和Nn+1分别表示第n+1时刻的输出端状态。
有益效果
本发明的四稳态RS触发器能获得00、01、10、11四种能够持续保持的状态,能用于构建基于数字电路多值逻辑的分子计算机。
附图说明
图1为本发明的四稳态RS触发器的逻辑符号图;
图2为本发明的四稳态RS触发器的电路图;
图3为具体实施方式中四稳态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。
本发明的四稳态RS触发器的逻辑符号如图1所示,其内部电路如图2所示,G5的输入端接S,G6的输入端接R,G3的两个输入端的输入分别为Q和R,G4的两个输入端分别N和S,G1的两个输入端分别连接G4和G5的输出端,G2的两个输入端分别连接G3和G6的输出端,G1的输出端为Q,G2的输出端N。
所述G1的两个输入端分别为a1、b1,一输出端为Q,
所述G2包括两个输入端a2、b2和一输出端N,
所述G3包括两个输入端a3、b3和一个输出端a5,
所述G4包括两个输入端a4、b4和一个输出端a6,
所述G5包括输入端S和一个输出端a7。
所述G6包括个输入端R和一个输出端a8。
连接关系为:a3连接Q,a4连接N,b3连接R,b4连接S;a5连接b2,a6连接b1;a1连接a7,a2连接a8。
当S=0,R=0时,触发器的状态为00,即Q=0,N=0。此时经过G5和G6取反后得a1和a2均为1,经过G3和G4与非门后b1和b2也都为1,故触发器状态为00。
当S=1,R=1时,触发器的状态为11,即Q=1,N=1。此时经过G5和G6取反后得a1和a2均为0,不论Q和N状态为多少,均得到Q和N都为1。
当S=0,R=1时,触发器的状态为01,即Q=0,N=1。此时经过G5取反后得a1为1,经过G4门得b1为1,故Q为0,经过G6取反后得a2为0,故N为1。
当S=1,R=0时,触发器的状态为10,即Q=1,N=0。此时经过G5取反后得a1为0,故Q为1,经过G6取反后得a2为1,经G3取反后的b2为0,故N为0。
仿真结果见图3,说明此四稳态RS触发器具有稳定的00、01、10和11四态。
其真值表为:
S | R | Qn+1 | Nn+1 | 说明 |
0 | 0 | 0 | 0 | Qn+1=0,Nn+1=0触发器状态置00 |
0 | 1 | 0 | 1 | Qn+1=0,Nn+1=1触发器状态置01 |
1 | 0 | 1 | 0 | Qn+1=1,Nn+1=0触发器状态置10 |
1 | 1 | 1 | 1 | Qn+1=1,Nn+1=1触发器状态置11 |
以上通过具体实施方式和范例性实例已对本发明进行详细说明,不过这些实施方式和实例仅是说明性的,并不对本发明的保护范围构成任何限制,在不偏离本发明精神和范围的情况下,本领域技术人员能对本发明及其实施方式进行多种改进、等价替换或修改,这些均落入本发明的保护范围内。本发明的保护范围以所附权利要求书为准。
Claims (3)
1.一种支持多值逻辑的四稳态RS触发器,其特征在于:包括四个与非门G1、G2、G3和G4,两个反向门G5和G6;其中,G1、G2、G3、G4分别包括两个输入端和一输出端,G5和G6分别包括一个输入端和一个输出端;四稳态RS触发器的两个输入为S、R,两个输出为Q、N,分别为G1和G2的输出;
组成部分间的连接关系为:G5的输入端接S,G6的输入端接R,G3的两个输入端的输入分别为Q和R,G4的两个输入端分别N和S,G1的两个输入端分别连接G4和G5的输出端,G2的两个输入端分别连接G3和G6的输出端,G1的输出端为Q,G2的输出端N;
所述G5和G6的作用为取反态;
当四稳态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;
当四稳态RS触发器的两个输入S、R均为高电平时,触发器状态为11;
当四稳态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00,且能持续保持;
所述的四稳态RS触发器,其特征方程为:
Qn+1=S
Nn+1=R
其中,Qn+1和Nn+1分别表示第n+1时刻的输出端状态。
2.根据权利要求1所述的一种支持多值逻辑的四稳态RS触发器,其特征在于: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。
3.根据权利要求1所述的一种支持多值逻辑的四稳态RS触发器,其特征在于:所述的四稳态RS触发器能够获得稳定的00,01,10和11四种状态。
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CN1474505A (zh) * | 2002-08-06 | 2004-02-11 | 三菱电机株式会社 | 主从触发电路 |
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CN101138155A (zh) * | 2005-01-10 | 2008-03-05 | 高通股份有限公司 | 多阈值mos电路 |
CN102355237A (zh) * | 2011-08-02 | 2012-02-15 | 江苏大学 | 一种多输入-多时钟维持阻塞型jk触发器 |
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