[发明专利]点积引擎三元内容可寻址存储器以及在其上实现的方法

说明书

提供了可重复编程的点积引擎三元内容可寻址存储器(DPE‑TCAM)。DPE‑TCAM包括TCAM交叉杆阵列，所述TCAM交叉杆阵列包括多条匹配线和多条搜索线。每条搜索线和匹配线通过存储单元耦接在一起。多个搜索线驱动器被配置为向表示搜索字的位的搜索线施加电压信号。电流感测电路耦接到多条匹配线的输出，并且被配置为感测匹配线上的电流，所感测到的电流指示搜索字与存储的字是否匹配，以及如果不匹配时两个字之间的不匹配的程度。

技术领域

本公开大体上涉及一种通常用于高速搜索应用中的存储器。

背景技术

内容可寻址存储器(CAM)是一种可以执行搜索操作的存储器，在搜索操作中可以输入数据串作为搜索内容，并且产生的输出是存储器中存储匹配数据的位置的地址。这与读取操作相反，在读取操作中输入地址并且产生的输出是存储在与搜索的地址相对应的存储位置中的数据。某些CAM能够执行上述搜索操作和上述读取操作两者，而非CAM存储器能够执行读取操作，但不能执行搜索操作。

三元CAM(TCAM)是一种CAM，在该三元CAM中，位单元除两个二元数据值以外还可以存储通配符数据值。当搜索存储通配符值的位单元时，无论使用什么搜索标准来搜索位单元，结果都是匹配。某些TCAM还可以允许在通配符搜索标准的基础上进行搜索。当基于通配符搜索标准来搜索位单元时，无论位单元中存储了什么值，结果都是匹配。

发明内容

根据第一方面，本公开提供一种点积引擎三元内容可寻址存储器DPE-TCAM，包括：TCAM交叉杆阵列，所述TCAM交叉杆阵列包括：多条匹配线，多条搜索线，以及多个存储单元，每个存储单元被配置为将所述多条搜索线中的搜索线与所述多条匹配线中的匹配线耦接；多个搜索线驱动器，每个搜索线驱动器被配置为向所述多条搜索线中的相关联的搜索线施加电压信号；以及电流感测电路，所述电流感测电路耦接到所述多条匹配线中的每条匹配线的输出，其中，所述电流感测电路被配置为检测所述多条匹配线中的相应的匹配线上的由所述多个搜索线驱动器施加的多个电压信号所表示的搜索字与存储在与所述相应的匹配线相关联的TCAM单元集中的数据字之间的不匹配，每个TCAM单元包括所述多个存储单元中的存储单元集。

根据第二方面，本公开提供一种在点积引擎三元内容可寻址存储器DPE-TCAM中实现的方法，包括：由多个搜索线驱动器接收搜索字；由所述多个搜索线驱动器确定多个电压组合，每个电压组合与所接收到的搜索字的单个位相关联；由所述多个搜索线驱动器向多条搜索线施加所述多个电压组合，每个电压组合定义施加到搜索线组中的搜索线的电压信号；由多个电流感测电路感测多条匹配线上的电流；以及响应于检测到所述搜索字的至少一位与存储在沿着所述多条匹配线中的匹配线的多个三元内容可寻址存储器TCAM单元中的数据字之间的不匹配，由所述电流感测电路确定所述搜索字的多个位与所述数据字的多个位之间的不匹配的数量，其中，每个TCAM单元包括存储单元组，所述存储单元组的每个存储单元将搜索线组中的搜索线耦接到所述多条匹配线中的匹配线。

根据第三方面，本公开提供一种在点积引擎三元内容可寻址存储器DPE-TCAM中实现的方法，包括：由控制电路确定三元内容可寻址存储器(TCAM)配置；由所述控制电路基于所确定的TCAM配置对交叉杆阵列进行编码；由多个搜索线驱动器接收搜索字；由所述多个搜索线驱动器确定多个电压组合，每个电压组合与所接收到的搜索字的单个位相关联；由所述多个搜索线驱动器向多条搜索线施加所述多个电压组合，每个电压组合定义要施加到搜索线组中的搜索线的电压信号；由多个电流感测电路感测多条匹配线上的电流；以及响应于检测到所述搜索字的至少一位与存储在沿着所述多条匹配线中的匹配线的多个TCAM单元中的数据字之间的不匹配，由所述电流感测电路确定所述搜索字的多个位与所述数据字的多个位之间的不匹配的数量，其中，每个TCAM单元包括存储单元组，所述存储单元组中的每个存储单元将搜索线组中的搜索线耦接到所述多条匹配线中的所述匹配线。

附图说明

根据一个或多个各种实施例，参考以下附图来详细描述本公开。仅出于说明性目的提供附图，并且附图仅描绘了典型的或示例实施例。