[发明专利]半导体设备

说明书

本发明提供了可以减少功率消耗的半导体设备，包括：以矩阵布置的多个检索存储器单元；多个匹配线，被提供为对应于每个存储器单元行，以确定在检索存储器单元中存储的数据和检索数据之间的匹配/失配；多个匹配线保持电路，被提供为对应于匹配线中的每个匹配线；存储模块，用于存储与匹配线中的每个匹配线的状态有关的信息；以及选择电路，用于基于在存储模块中存储的信息选择性地激活匹配线保持电路。

相关申请的交叉引用

包括说明书、附图和摘要的、于2017年11月29日提交的日本专利申请号2017-229304的公开内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明涉及半导体设备，并且例如涉及关联存储器。

背景技术

被称为关联存储器或者CAM(内容可寻址存储器)的存储设备是从存储的数据字中检索匹配关键字的字并且当找到匹配的数据字时输出地址的设备。

存在两种类型的CAM：BCAM(二进制CAM)和TCAM(三进制CAM)。BCAM中的每个存储器单元存储“0”或“1”的信息。另一方面，在TCAM的情况中，每个存储器单元除了“0”和“1”之外还可以存储“无需理会”(在该示例中使用“*”)的信息。“*”符号表明“0”和“1”两者都是可接受的。

在网络路由器(诸如，因特网)中，TCAM设备广泛用于地址检索和存取控制。为了应对增加的容量需求，一般而言，TCAM设备具有多个阵列，以在每个阵列上同时执行检索操作。

TCAM设备可以同时将输入检索数据(输入分组)与TCAM单元数据进行比较，并且比所有检索应用中的RAM(随机存取存储器)快。

更具体地，TCAM设备包括匹配线(ML)，用于比较用户想要检索的数据以及在存储器单元中存储的数据，以便示出两个数据之间的匹配或失配。

一般而言，在检索之前，匹配线被设置为供电电压(VDD)。当在检索操作中被匹配时，匹配线保持在供电电压(VDD)水平，并且当没有被匹配时，匹配线改变到接地电压(VSS)水平。

另一方面，随着与半导体工艺的精细化相关联的晶体管泄漏的增加，并且由于用于数据比较的晶体管的制造分散以及由于老化退化导致的泄漏的变化，存在由于匹配线的供电电压(VDD)(即，“H”水平状态)的保持特性的退化导致产率降低的问题。

在这方面，为了改进匹配线的电势的保持特性，提出了电压保持电路，该电压保持电路在关于电路的检索操作中支持匹配线中电压的改变(专利文件1：美国专利号7920398)。

发明内容

然而，电压保持电路可以改进匹配线的保持特性，但是具有功率消耗增加的问题，因为检索操作中的失配条目中出现击穿电流。

本公开内容已经做出以解决以上问题，并且提供了可以减少功率消耗的半导体设备。

根据本说明书和附图的描述，本发明的以上和其它目的以及新颖的特征将是明显的。

根据一个方面，半导体设备包括以矩阵布置的多个检索存储器单元以及多个匹配线，多个匹配线被提供为对应于每个存储器单元行，以确定在检索存储器单元中存储的数据和检索数据之间的匹配/失配。进一步地，半导体设备还包括多个匹配线保持电路、存储模块和选择电路，多个匹配线保持电路被提供为对应于匹配线中的每个匹配线，存储模块用于存储与匹配线中的每个匹配线的状态有关的信息，选择电路用于基于在存储模块中存储的信息选择性地激活匹配线保持电路。

根据一个实施例，本公开的半导体设备可以减少功率消耗。

附图说明

图1是示出基于第一实施例的通信设备1的配置的示图；