39、多值可编程逻辑器件：量子与DNA计算中的应用

多值可编程逻辑器件：量子与DNA计算中的应用

1. 多值量子复杂可编程逻辑器件（CPLD）

1.1 多值量子CPLD的总体结构

多值量子复杂可编程逻辑器件（CPLD）由一组可编程的多值量子功能块（FB）组成。大多数多值量子CPLD具有宏单元，包含多值量子逻辑函数的和、多值量子D触发器（D FF）以及多值量子多路复用器（MUX）。

多值量子功能块是多值量子CPLD上基本的重复逻辑块，功能块之间具有可编程的互连。可编程的多值量子FB类似于逻辑门阵列，其中与门阵列是可编程的，而或门是固定的。开关矩阵用于功能块之间的互连，并且在多值量子CPLD中，开关矩阵可能是全连接的，也可能不是。

典型的可编程阵列逻辑（PAL）设备的复杂度约为几百个逻辑门，而多值量子CPLD的复杂度约为数万个逻辑门。多值量子CPLD具有可预测的时序特性，因此适用于关键控制应用和其他需要高性能水平的应用。此外，由于功耗低和成本低，多值量子CPLD主要用于电池供电的便携式应用，如手机、数字助理等。

多值量子FB有三个基本组件：
1. 多值量子触发器
2. 多值量子逻辑函数
3. 多值量子多路复用器

1.2 多值量子CPLD的电路架构

多值量子CPLD功能块通过连接触发器、逻辑函数和多路复用器来设计。这里，一个简单的多值量子CPLD功能块使用多值量子D触发器、多值量子逻辑函数和多值量子多路复用器来设计。

一个简单的2输入多值量子逻辑函数由四个量子与运算和两个量子或运算组成。逻辑函数的输出将与0进行异或运算。所有输入首先通过一个三进制解码器。异或运算的输出将作为输入通过多值量子D触发器和多