[发明专利]双重比较三态内容可寻址存储器

说明书

一种三态内容可寻址存储器(TCAM)半导体器件，包括各自被连接到位线的第一数据存储部分和第二数据存储部分。第一数据存储部分被连接到第一字线、以及第一组串联晶体管和第三组串联晶体管。第二数据存储部分被连接到第二字线、以及第二组串联晶体管和第四组串联晶体管。第一组串联晶体管和第二组串联晶体管各自被连接到第一匹配线。第一组被连接到第一搜索线条，并且第二组被连接到第一搜索线。第三组串联晶体管和第四组串联晶体管各自被连接到第二匹配线。第三组被连接到第二搜索线，并且第四组被连接到第二搜索线条。

背景技术

CAM将搜索输入与被存储在存储器中的每个单词进行比较。CAM特别适用于查找表、存取控制列表(ACL)、服务质量(QOS)等。与静态随机存取存储器(SRAM)相比，当地址被提供给SRAM存储设备时，该地址查找存储器的特定位置，并且数据可以在该位置处被存取。不是使数据的地址被定位，而是CAM使用搜索变量并且确定搜索关键字或数据被存储在CAM中的位置。

附图说明

当结合附图阅读时，根据以下详细描述可以最好地理解本公开。要强调的是，根据行业中的标准实践，各种特征未按比例绘制。实际上，为了清楚起见，可以任意地增加或减小各种特征的尺寸。

图1示出了并行配置的示例三态内容可寻址存储器位单元的电路图。

图2示出了堆叠配置的示例双重比较三态内容可寻址存储器位单元的电路图。

图3示出了三态内容可寻址存储器的示例双重比较过程的流程图。

图4示出了双重比较三态内容可寻址存储器的示例实现的框图。

具体实施方式

然而，CAM通常限于搜索数据的精确匹配项。这在某些应用中效率不高或无用。

三态内容可寻址存储器(TCAM)进一步扩展了CAM上的搜索灵活性。CAM位单元与TCAM位单元之间的显著区别是，不仅TCAM位单元可以利用给定条目中的1和0进行匹配，而且TCAM位单元可以被编程为通配符状态(即，“我不关心数据是什么”)。利用TCAM位单元，搜索可以利用要匹配的相关比特和对匹配项不重要的比特(即，通配符参数)而被执行。具有多个TCAM位单元的TCAM允许存储完整数据和任何/所有数据位的掩码，从而允许将很多数据条目组合为一个存储条目。每个TCAM位单元存储三种数据状态之一：逻辑“1”、逻辑“0”或“不关心”值，因为“不关心”值得到该比特的匹配项，而无论搜索数据的输入位的值如何。为了编码三个数据状态，每个TCAM位单元被配置为存储两个比特。

然而，TCAM位单元的当前配置导致被存储在TCAM位单元中的数据的搜索效率低下。数据搜索通常通过在每个时钟周期对TCAM位单元执行一次搜索而被执行。这限制了可以查找和/或存取数据的处理速度。

本文中公开的示例通过提供一种三态内容可寻址存储器位单元来解决这些技术挑战，该三位内容可寻址存储器位单元包括两个或更多个搜索电路，这些搜索电路搜索被存储在TCAM位单元的存储节点中的相同数据。

现在将公开以下要求保护的主题的示例。本文中公开的一些示例TCAM位单元能够使用两个比较端口或电路进行搜索。因此，与先前的单个搜索配置相比，本文中公开的示例TCAM位单元在搜索操作的数目上提供了更高的效率。例如，本文中公开的TCAM位单元可以允许在每个时钟周期针对被存储在TCAM位单元的存储节点中的相同数据进行两次或更多次独立搜索。虽然本公开涉及改进的TCAM位单元配置，但是基于本公开，CAM位单元也可以被配置为包括如本文中教导的两个比较电路。

为了清楚起见，在本说明书中并没有描述实际实现的所有特征。在任何这样的实际示例的开发中，可以做出很多特定于实现的决策，以实现开发人员的特定目标，诸如遵守与系统相关和与业务相关的约束，而这些约束因实现而异。而且，对于受益于本公开的本领域普通技术人员来说，即使是复杂且费时的这种开发工作也将是例行工作。

本公开的实施例涉及一种三态内容可寻址存储器(TCAM)半导体器件。