[发明专利]位查找电路、CAM、TLB、存储器及微处理器

说明书

技术领域

本发明涉及电路技术，尤其涉及一种位查找电路、可寻址存储器CAM、旁路转换缓冲器TLB、存储器及微处理器。

背景技术

自1971年研发出第一块微处理器至今，微处理器技术得到了迅猛发展，在工业生产、航天航空及电子产品等领域有着广泛的应用。微处理器通常包括控制器、运算器和存储器，其中控制器用于控制微处理器中各器件的工作，起协调的作用，运算器用于进行各种逻辑运算。微处理器在运行过程中的程序、原始数据、临时数据及运行结果都写入存储器中用于存储，且控制器会频繁地从存储器中读取程序用于执行，或读取数据以控制运算器进行运算，然后将更新的数据再写入存储器。微处理器访问存储器的速度很大程度上影响了微处理器的运行速度。存储器中的旁路转换缓冲器（Translation lookaside buffer，TLB）是存储器的主要组成部分，用于存储虚拟地址到物理地址的转换表，实现快速寻址。可寻址存储器（Content Addressable Memory，CAM）作为TLB中关键器件，用于实现数据查找功能。

CAM通常包括多组位查找电路，每组位查找电路包括一个位存储单元和一个位查找单元，其中，位存储单元用于存储数据，例如：一位二进制数0或1，位查找单元将控制器发来的待查找二进制数与位存储单元中存储的数据进行比较，若一致，则视为与存储的数据查找匹配，若不一致，则视为查找不匹配，将查找结果传递给下一级电路。

图1为现有技术中的带掩码位查找单元的结构示意图。如图1所示，现有的带掩码位查找单元通常由源极和漏极对称的四个场效应管N1、N2、N3和N4构成，四个场效应管均为n沟道场效应管。其中，场效应管N1的一端（源极/漏极）接收待查找数据，另一端（漏极/源极）与场效应管N2的一端（源极/漏极）连接，场效应管N2的另一端（漏极/源极）接收待查找数据的反相数据（称之为反相待查找数据），场效应管N2的控制端（栅极）接收位存储单元发来的存储数据，场效应管N1的控制端（栅极）接收位存储单元发来的存储数据的反相数据（称之为反相存储数据）。场效应管N1中与场效应管N2连接的一端还与场效应管N3的控制端（栅极）连接，场效应管N3的一端（源极/漏极）作为查找结果输出端以输出查找结果，另一端（漏极/源极）与场效应管N4的一端（源极/漏极）连接，场效应管N4的另一端（漏极/源极）接地，场效应管N4的控制端（栅极）接收掩码位数据。其中，场效应管N3的作用是在掩码位数据无效时，输出查找结果，若待查找数据与存储数据一致，则N3截止，相当于关闭了查找结果输出端的放电通路，输出1，视为查找匹配，若待查找数据与存储数据不一致，则N3导通，为查找结果输出端提供放电通路，输出0，视为查找不匹配。

由于场效应管的导通需要一定的导通电压，N1（或N2）接收到的电压信号经过N1（或N2）后，电压幅值会下降，则经过N1（或N2）后传送给N3控制端的电压幅值较低，若该电压幅值等于或小于N3的导通电压，N3会出现不能完全导通的现象，降低了放电速度，甚至出现不能正常导通的现象，会导致查找数据出错，使得位查找电路的查找误码率较高。

发明内容

本发明提供一种位查找电路、可寻址存储器CAM、旁路转换缓冲器TLB、存储器及微处理器，用于解决现有的位查找电路的误码率较高的问题，以降低误码率。

本发明实施例提供一种位查找电路，包括位存储单元和位查找单元；

所述位存储单元的输出端与所述位查找单元相连，以将所述位存储单元中的存储数据传送给所述位查找单元用于比较；

所述位查找单元包括两组位比较组件，两组所述位比较组件并联且形成两个公共端，其中第一公共端用于输出查找结果；

每个所述位比较组件包括两个数据端串联的开关器件，两个所述开关器件的控制端分别作为所述位比较组件的控制端和待查找数据输入端；两组所述位比较组件的控制端与所述位存储单元的输出端连接，以接收所述存储数据和反相存储数据，两组所述位比较组件的待查找数据输入端用于输入待查找数据和反相待查找数据；当所述存储数据和待查找数据相等时，所述第一公共端输出查找匹配信号；当所述存储数据和待查找数据不相等时，所述第一公共端输出查找不匹配信号。

本发明另一实施例还提供一种可寻址存储器CAM，包括至少两个位查找电路，所述位查找电路包括：位存储单元和位查找单元；

所述位存储单元的输出端与所述位查找单元相连，以将所述位存储单元中的存储数据传送给所述位查找单元用于比较；