[发明专利]一种三态内容寻址存储器

说明书

本发明公开了一种三态内容寻址存储器，包括与TCAM单元连接的匹配线，TCAM单元中设有比较单元；所述比较单元设有用于对匹配线放电的放电电路，该放电电路设有2级NMOS管；所述匹配线通过放电电路连接负压电路；所述负压电路包括：与放电电路连接的第一金属线，以及与第一金属线连接的负压控制单元；所述负压控制单元，其在匹配线求值过程中，将第一金属线设置为负压。本发明能在匹配线求值时，将第一金属线下拉为负压，第一金属线下拉为负压后，可增大放电电路中NMOS管的VGS电压，从而可加大放电电流，可使匹配线放电速度变快，进而使匹配线求值速度变快，提高搜索操作的效率，进而提高三态内容寻址存储器的工作频率和性能。

技术领域

本发明涉及一种三态内容寻址存储器。

背景技术

三态内容寻址存储器TCAM（Ternary Content Addressable Memory）是从内容可寻址存储器CAM（Content Addressable Memory）基础上发展而来的。TCAM的一个存储单元可以存储0、1或X中的一种状态。关键字（key）通过搜索线SL（Search Line）与TCAM存储的表项（entry）连接。输入关键字后，TCAM存储整列中每条表项会同时与关键字做匹配，这个操作就叫搜索，也称作匹配线ML（Match Line）的求值。如果关键字同一条表项匹配，相应的匹配线ML会保持在高电平，对应的灵敏放大器SA（Sense Amplifier）输出高电平“1”，则表示该表项与关键字匹配。如果关键字同表项不匹配，相应的匹配线ML会被不匹配的TCAM位（bit）放电，匹配线ML电压被放电至低于灵敏放大器阈值电压，灵敏放大器输出低电平“0”，表示该表项与关键字不匹配。TCAM的工作频率，取决于搜索操作的快慢，核心取决于匹配线ML放电速度（即求值）的快慢。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三态内容寻址存储器，包括与TCAM单元连接的匹配线，TCAM单元中设有比较单元；所述比较单元设有用于对匹配线放电的放电电路，该放电电路设有2级NMOS管；所述匹配线通过放电电路连接负压电路；

所述负压电路包括：与放电电路连接的第一金属线，以及与第一金属线连接的负压控制单元；

所述负压控制单元，其在匹配线求值过程中，将第一金属线设置为负压。

优选的，所述负压控制单元，其在匹配线求值之前，将第一金属线预设为低电平。

优选的，所述第二金属线与第一金属线并行，且第二金属线与第一金属线等长。

所述负压控制单元的具体结构和负压电路的具体控制方法见实施例。

本发明的优点和有益效果在于：提供一种三态内容寻址存储器，其能在匹配线求值时，将第一金属线下拉为负压，第一金属线下拉为负压后，可增大放电电路中NMOS管的VGS电压，从而可加大放电电流，可使匹配线放电速度变快，进而使匹配线求值速度变快，提高搜索操作的效率，进而提高三态内容寻址存储器的工作频率和性能。

负压开启在匹配线求值过程中的时间点（负压控制信号线翻转为高电平的时机）可以调节。

第二金属线与第一金属线形成耦合电容，电容大小由金属线的长度决定，可随第一金属线长短改变。采用金属线电容不会额外增加面积。

传统MOS电容不仅需要占用额外面积，负压效果还会随匹配线长度增长而减弱。本发明负压效果可以精确调节，不会因为匹配线变长而降低效果。

本发明的方案适用于所有NOR-type CAM。

传统NOR-type架构，从匹配线到地（ground）会经过2级NMOS管（即放电电路的2级NMOS管）。本发明的新架构增加了一级NMOS管（第零NMOS管）， 由于MOS堆叠效应（stack MOSeffect），从匹配线到地的漏电流会减小。

附图说明

图1是本发明的示意图。