[发明专利]半导体设备

说明书

本发明提供了一种可以降低功耗的半导体器件。该半导体器件包括：多个子块，每一个都包括存储单元阵列；以及多个子搜索单元，与对应的子块相对应。在存储在存储单元阵列的每一行中的数据中，每个子块根据搜索指示搜索与输入搜索数据匹配的数据，并针对每一行输出表示命中或未命中的搜索结果。每个子搜索单元都包括标记数据生成部和搜索部，标记数据生成部基于存储在对应存储单元阵列中的数据生成用于预搜索的标记数据以与输入搜索数据的一部分进行比较，搜索部将输入搜索数据的一部分与由标记数据生成部生成的标记数据进行比较，并且基于比较结果向对应的子块输出搜索指示。

相关申请的交叉参考

2016年7月20日提交的日本专利申请第2016-142612号包括说明书、附图和摘要的公开结合于此作为参考。

技术领域

本公开涉及一种半导体设备，例如关联存储器。

背景技术

称为关联存储器或内容可寻址存储器(CAM)的存储设备是从存储在存储设备中的数据字中搜索与搜索字匹配的数据字的设备，并且在找到匹配的数据字时输出地址。

具有两种类型的CAM：二元CAM(BCAM)和三元CAM(TCAM)。BCAM的每个存储单元都存储“0”或“1”的信息。然而，在TCAM的情况下，除了“0”或“1”的信息外，每个存储单元都可以存储“不关心”的信息(在该示例中使用星号“*”)。应注意，“*”表示“0”或“1”是可用的。

TCAM设备被广泛用于诸如因特网的网络的路由器中的地址搜索和访问控制。为了处理容量的增加，TCAM设备通常配置有多个阵列，以同时对每个阵列执行搜索操作。

可以同时将输入搜索数据(输入数据包)与TCAM单元数据进行比较的TCAM设备在所有的搜索应用中快于随机存取存储器(RAM)。然而，问题在于功耗的增加，因为在搜索中生成搜索电流。

关于这点，日本未审查专利申请公开第Hei 6(1994)-333395号(专利文献1)中公开了一种配置，通过输入用于选择块的块选择信号来缩减将被搜索的块以降低功耗。然而，需要预先提供用于选择块的选择信号，并且该配置比较复杂。

此外，日本未审查专利申请公开(PCT申请的翻译)第2013-537680号(专利文献2)公开了一种配置，基于存储阵列中有效数据(数据字)的存在或不存在，不将功率提供给不具有有效数据的区域。然而，当存在数据字时，执行电源供应，使得难以得到有效的低功耗效果。

此外，日本未审查专利申请公开第2003-272386号(专利文献3)公开了一种TCAM设备，其被配置为使得多个子阵列被布置在匹配线方向上并且以管线方式耦合以降低功耗。该文献的TCAM设备在随后阶段中仅对先前阶段中匹配的条目执行搜索。

发明内容

然而，在关联存储器中，被设置为“不关心”的TCAM单元可以在特定范围中一起存在。例如，其通常出现在耦合至匹配线(其是子阵列的一部分)的TCAM单元均被设置为“不关心”的情况下。在这种情况下，用户自身应该预先优化数据库中的数据以缩减被激活的块，由此使得管理变得复杂。此外，其要求针对更新时间的更多分析时间来保持数据库，使得难以同时实现低功耗效果和性能。

本公开用于解决上述问题，并且本公开的目的在于提供可以实现低功耗的半导体设备。

其他问题和新颖特征将根据本说明书的描述和附图而变得明显。