[发明专利]一种基于Hash查找CAM的方法

摘要

本发明提供一种基于Hash查找CAM的方法，CAM具有数据存储功能和高速数据内容查找功能，同时支持读、写、查找等多条指令，但CAM最主要的功能是高速内容查找功能，而其它的功能都是为查找功能做基础的，因此CAM功能模型的设计的核心是高速查找引擎的设计。查找引擎本身维护一张表，并能接收外部输入数据。它内部通过某种查找算法将输入数据与表中各项进行全部比较(准确)或部分(Don’tcare功能)比较，然后输出比较结果。用hash函数的方法来进行快速CAM内容查找。当进行CAM查找请求时，先把查找的数据进行hash计算得出一个hashkey，接着根据此hashkey(作为hash入口表地址)去访问hash入口表得到CAM表项数据链表首地址，然后去访问CAM数据表项链表，最后把要查找的数据同CAM数据链表中的项逐个的比较，最后返回CAM查找结果。

主权项

一种基于Hash查找CAM的方法, 其特征在于CAM给用户提供读、写、查找、移动、检验的功能，通过特定的Hash函数的运算与Hash表中的表项相匹配求得数据的位置，再进行数据比较后即得到欲查找的地址，具体步骤如下：通过Hash查找匹配原理，将其逻辑用硬件电路描述，待查数据写入存储体，   两结构组合成为内容可寻址存储体，设计分为以下几个功能模块：1)总线；2)Hash函数查找表；3)Hash入口表；4)数据存储体；5)匹配电路；6)RAM控制电路；其中：总线1）是CAM与外部通信的通道，在CAM中总线分为请求总线和响应总线；请求总线是一条双向多路复用总线，请求总线由命令总线和请求数据总线组成，命令总线处理输入命令，请求总线是主要数据通道，所有对CAM的操作命令信号，还有输入到CAM中的数据信号都通过请求总线进行传输； Hash函数查找表2）通过查找表的方式对Hash查找函数逻辑进行，哈希查找步骤为：设哈希表为HST[0~M‑1]，哈希函数取H（key），解决冲突的方法为R（x）；第一步对给定k值，计算哈希地址 Di=H（k）；若HST为空，则查找失败；若HST=k，则查找成功；否则，执行第二步处理冲突；第二步重复计算处理冲突的下一个存储地址 Dk=R（Dk‑1），直到HST[Dk]为空，或HST[Dk]=k为止；若HST[Dk]=K，则查找成功，否则查找失败；根据选择的冲突处理方法，计算关键字key的下一个存储地址，若下一个存储地址仍被占用，则继续执行第二步，直到找到能用的存储地址为止；Hash入口表3）中存放Key值经过Hash函数计算后的Hash_Key以及与之对应的数据表项入口值；数据存储体4）作为待查找的数据存放区，根据系统的数据格式确定该存储体的数据宽度和数据深度，通过Hash_Key查找到对应于数据存储体的地址后，系统通过RAM控制电路6）对该存储体进行访存，读取数据表项中的数据；读取出表项中的数据后，通过匹配电路5）将待寻址的内容与表项数据进行比对，若匹配，则输出匹配地址，拉高数据匹配标志；查找程序流程如下：1）根据输入的查找数据进行hash计算得到Hash key，用Hash key去访问Hash入口表，如果Hash入口表的内容为0，则跳到3；如果Hash入口表的内容不为0，则跳到2；2）根据Hash入口表的内容，去访问CAM数据项链表，并把查找数据同CAM数据项链表的数据一个一个比较，从链表头到链表尾，从链表头开始比较，查找不成功，接着查找链表的下一项，直到链表尾为止，跳到3；查找成功，查找数据的值同CAM数据项链表中一项的值相同，则记录下此项CAM地址，接着查找链表的下一项，如果也成功则比较CAM地址与此前记录的CAM地址的大小，最终取CAM地址最小者，这样查找一直到链表尾为止，跳到3；3）查找成功，返回CAM地址和CAM命中的信息，跳到4；查找不成功，返回查找结束，返回CAM没有命中的信息，跳到4；4）操作结束，返回。