[发明专利]一种基于电流模测量的近似搜索TCAM匹配系统

权利要求书

1.一种基于电流模测量的近似搜索TCAM匹配系统，其特征在于，包括TCAM阵列和感测放大器，TCAM阵列作为前级电路，感测放大器作为后级电路，感测放大器用于接受TCAM阵列中每行TCAM单元输出的模拟电流信号并转化为与不匹配度等量的数字脉冲。

2.根据权利要求1所述的一种基于电流模测量的近似搜索TCAM匹配系统，其特征在于，TCAM单元的电流测量方法包括：取消原先VDD对ML的预充电机制，将原有ML接VDD维持在高电压，将TCAM对地输出作为新的ML并将输出电流作为测量指标。

3.根据权利要求1所述的一种基于电流模测量的近似搜索TCAM匹配系统，其特征在于，感测放大器包括电连接的输入传输门、电容、输出传输门、同向器和施密特触发器，输入电流信号依次经过使能控制与输出信号控制的输入传输门，对电容进行充电，电容输出电压通过施密特触发器输出，输出信号反馈至与放电传输门。

4.根据权利要求3所述的一种基于电流模测量的近似搜索TCAM匹配系统，其特征在于，输入传输门有两个，分别为第一传输门TG1、第二传输门TG2，放电传输门有两个，分别为第三传输门TG3和第四传输门TG4，同向器有两个，分别为第一同向器和第二同向器；

由使能信号V_EN与输出反馈信号V_SPIKE分别控制的第一传输门TG1与第二传输门TG2串联，作为前级TCAM阵列与测量电容C_SA之间的隔离；

TCAM阵列输出电流经过第一传输门TG1与第二传输门TG2后对电容C_SA充电，使得电容C_SA输出电压线性升高，电容C_SA另一端接地；

由使能信号V_EN与输出反馈信号V_SPIKE分别反相控制的第三传输门TG3与第四传输门TG4并联在电容C_SA输出端与重置信号V_RESET之间，构成快速放电回路；

电容C_SA输出信号依次经过用于扩幅的第一同相器、周期性翻转的施密特触发器、第二同向器后得到输出脉冲信号V_SPIKE；

电容C_SA电压升高引发施密特触发器输出信号翻转，导致电容C_SA放电回路导通，电容C_SA电压降低，形成充放电循环，循环周期与输入电流成反比，同一测量时间内，充放电周期数，即输出脉冲尖峰数目与输入电流成正比；

感测放大器的操作方法包括：

在测量前，使能信号关断，感测放大器与前级存储阵列断开，电容放电回路导通而被彻底放电；

测量开始时，使能信号控制传输门通断翻转，系统根据输入电路自动工作，并输出尖峰脉冲形式的数字信号。

5.根据权利要求1-4中任一所述的一种基于电流模测量的近似搜索TCAM匹配系统，其特征在于，TCAM单元为FeFET-TCAM单元，由两个FeFET构成，其漏端共同接VVD，栅极分别与搜索线SL和相连，源极共同接匹配线ML，TCAM阵列中每行TCAM单元匹配线相连。

6.根据权利要求5所述的一种基于电流模测量的近似搜索TCAM匹配系统，其特征在于，FeFET源漏电压恒定不变，搜索时输出电流恒定；TCAM阵列的每一列TCAM单元共享同一条纵向的SL和每行ML接后级感测放大器进行进一步信号处理。

7.根据权利要求6所述的一种基于电流模测量的近似搜索TCAM匹配系统，其特征在于，所述TCAM阵列的操作方法包括：

在TCAM阵列开始工作前，利用高电压将二进制编码的数据及其相反信号分别通过SL与写入阵列；

搜索开始前不需要预充电，直接将搜索信号及其相反信号以较低电压分别通过SL与输入，若不匹配，ML输出一恒定电流，TCAM阵列中每行各TCAM单元输出电流叠加作为后级感测放大器输入。