[发明专利]一种防止数据破坏的CAM快速回写机制

说明书

技术领域

本发明提出了一种提高了CAM可靠性方法，应用该方法的CAM存储结构能够在写数据的时防止虚读对原始数据的破坏。

背景技术

如今，电路系统对大量数据的处理提出了严格的要求，这样一来对存储器性能的要求也不断增加。特殊架构的存储器便开始应用于数据的查找和定位。内容寻址存储器CAM(Content-Addressable Memory)即是其中的一种。与RAM不同，CAM的主要工作机制就是将一个输入数据项与存储在CAM中的所有数据项进行比较，判别该输入数据与CAM中存储的数据项是否匹配，如果匹配，则输出该数据项在CAM中相应的地址。由于CAM的输入数据项和存储数据项是同时进行比较的，其速度比其他类型的存储器要快得多。

鉴于CAM快速的突出优点，其在高速查找领域的应用已经非常广泛。其中主要的商业应用就是网络路由器中互联网协议(IP)包的分类和转发，除此之外，还包括参数缺陷提取、霍夫变换、哈夫曼编码/译码、图象编码等方面的应用。

和RAM一样，CAM中存储数据的可靠性直接关系到其性能。到目前为止，关于CAM可靠性方面的研究主要集中在其查找过程中的数据稳定性。例如[US007689889B2]，采用错误侦测系统来发现匹配过程中错误，并进行修正以提高可靠性。又例如[US007009861B2]，采用互补数据端口锁存器和一对互补数据线来提高稳定性。

对于一个传统的9管CAM单元，如图1所示，包含一个6管SRAM单元和另外3个用于查找匹配的MOS管。在写CAM过程中，SRAM的两传输管打开，这就使得没有选中写的CAM单元处于虚读(dummy-read)状态，可能会造成原本存放在这些单元里的数据破坏，从而降低了CAM的可靠性。

因此，需要一种新的结构，来实现在CAM写数据过程中，将未选中写单元中的数据在同一个周期内快速回写到原本的单元中去。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明提供了一种防止数据破坏的CAM快速回写机制，电路结构简单，回写机制快速可靠。

一种防止数据破坏的CAM快速回写机制，包括由SRAM内存模块和查找模块构成的CAM单元，在所述CAM单元的基础上，引入一个回写机制。

所述回写机制可仅用一个用于实现回写功能的MOS管实现，所述用于实现回写功能的MOS管与查找模块连接。所述SRAM内存模块可由6个MOS管构成，MOS管上连接有回写控制信号WB_EN，查找模块可由3个MOS管构成。

或者，所述回写机制以一个外围电路实现，所述SRAM内存模块可由8个MOS管构成，查找模块可由3个MOS管构成。

本发明是在传统的9管CAM的基础上，引入快速回写机制，有效消除了CAM在写过程中的虚读状态，保证了CAM中数据的可靠性，且减小了电路设计时对MOS管的限制。

附图说明

图1为传统9管CAM单元的结构示意图。

图2为本发明的一种具有快速回写功能的CAM单元实施例的结构示意图。

图3为本发明的一种带外围回写功能的CAM单元实施例的结构示意图。

图4为基于图3的带外围回写电路的CAM单元回写时序的示意图。

具体实施方式

结合图1和图2所示，本发明在传统9管CAM的基础上，引入快速回写机制，有效消除了CAM在写过程中的虚读状态，保证了CAM中数据的可靠性。

实施例1：结合图2所示，在CAM的单元中实现数据回写功能。MOS管M1-M6构成一个6管SRAM、MOS管M7-M9构成查找模块、查找模块中包含查找时匹配信号线ML，构成基础的CAM单元，在此基础上，增加MOS管M10来实现快速回写功能，MOS管M10与查找模块连接，MOS管M10上连接回写控制信号WB_EN，其具体工作过程如下：

在CAM执行写数据操作时，查找操作不执行，将ML固定在某一确定电平上，之后未被选中写数据的单元执行快速回写操作。此时回写控制信号WB_EN有效，打开M10，C点被拉为高电平。由于A、B点电平相反，先假设A点原本为高电平，则B点就为低电平，这样一来M7处于导通状态，M8关闭，与M7相连的位线BL上的电平也被拉高。此时写字线WL打开，被选中写数据的CAM单元通过BL和BLB正常写入数据，未被选中的单元则通过M5管将位线上确定的高电平回写到A点，保证了原有数据不受破坏。如果A点原本为低电平，则B点就为高电平，这种情况下，M7关闭，M8导通，与M8相连的位线BLB被