[发明专利]一种改进型的CAM匹配线敏感放大器电路结构

说明书

本发明涉及敏感放大器电路结构，一种改进型的CAM匹配线敏感放大器电路结构，包括功能字电路阵列、虚字电路及时序控制电路，功能字电路阵列及虚字电路中的敏感放大器电路选自改进型敏感放大器电路。本发明具有以下优点：(1)具有工艺变化自适应，(2)功耗低，电路结构简单，(3)改进型敏感放大器电路PVT‑ESA是在PVT‑SA的基础上改进了电路的控制时序，节省了电路中使用的晶体管的数量，使得电路的面积开销更小。(4)改进型敏感放大器电路PVT‑ESA是在PVT‑SA的基础上增加了一条模拟一位失配的虚字电路，电路可以同时调整时钟频率和匹配线电压摆幅，确保电路工作正确，鲁棒性更高。

技术领域

本发明涉及一种敏感放大器电路结构，更具体地说，涉及一种改进型的CAM匹配线敏感放大器电路结构。

背景技术

CAM(Content-Addressable Memory)是一种高速的硬件搜索引擎，广泛的应用于搜索密集型操作中，如Internet中的主干网/边沿网的路由器中，实现路由表查找及数据包转发。一个简单CAM的结构框图，如图1所示，它主要由字电路组成的阵列、译码器、优先级编码器组成。其中的一行称为一个字(word)电路，NOR型匹配线结构是将CAM单元的并行连接。图2给出了一种NOR型字电路结构图，可见，所有的TCAM单元并行的连接在匹配线ML上。在比较结果为“匹配”的时候，NOR cell中所有的下拉通道(M1/M3、M2/M4)都关闭；在比较结果为“失配”的时候，至少有一个NOR cell的下拉通道(M1/M3、M2/M4)打开。用敏感放大器SA来敏感匹配线ML上的电压，从而得到匹配还是失配的结果。

由于CAM工作时所有的字电路同时启动，因此功耗很高。如何降低CAM功耗是一个主要的研究热点。而NOR型CAM由于全并联结构，因此速度很高。很多的研究都是基于NOR型结构展开，研究主要集中在低功耗匹配线敏感放大器SA上。SA除了要有较低的功耗，还要具有一定的工艺变化鲁棒性。这是因为随着集成电路工艺的进步，工作电压越来越低，轻微的工艺失配都会导致电路的功能错误。2017年申请了《一种工艺变化自适应的低功耗CAM匹配线敏感装置》的专利，该装置中的敏感放大器PVT-SA电路结构除了对工艺变化有一定的自适应能力外，还能有效的降低匹配线电压摆幅，从而降低功耗。

发明内容

为了克服现有技术中存在的不足，本发明目的是提供一种改进型的CAM匹配线敏感放大器电路结构，本申请是在《一种工艺变化自适应的低功耗CAM匹配线敏感装置》专利的基础上对敏感放大器PVT-SA电路结构做了进一步的改进，提出了改进的敏感放大器PVT-ESA电路结构，改进了控制信号的时序，节省了电路的面积，降低了功耗。