混合三元内容可寻址存储器制造技术

混合三元内容可寻址存储器(TCAM)内的方法包括在第一TCAM级中将搜索字的第一部分与所存储的字的第一部分进行比较。该方法进一步包括将第一TCAM级的输出对接到第二TCAM级的输入。该方法还包括当搜索字的第一部分与所存储的字的第一部分相匹配时，在第二TCAM级中将搜索字的第二部分与所存储的字的第二部分进行比较。第一TCAM级不同于第二TCAM级。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开一般涉及三元内容可寻址存储器（TCAM)。具体而言，本公开涉及TCAM的混 合架构。 背景 TCAM通常被用于路由器和以太网交换机中以用于网际协议（IP)地址转发。存储 元件通常使用动态NOR/NAND (或非/与非）类型单元来设计。 内容可寻址存储器（CAM)支持读取操作、写入操作、以及比较操作。与CAM中条目 的宽度（例如，每字比特）相同的比较总线在时钟边沿处输入。比较总线的数据与CAM中 的每个条目同时进行比较。也就是说，比较是并行发生的，因此总线可在一个时钟循环期间 与CAM中的每个条目进行比较。当条目中的每个比特与比较总线中的对应比特相匹配时， 条目是匹配。替换地，当条目中的任何比特与比较总线中的对应比特不相匹配时，条目是失 配。CAM中的条目的比特或为0,或为1。 TCAM类似于CAM，外加可存储于单元中的掩码值。该掩码值可被称为本地掩码。掩 码值不与比较比特进行比较，由此比较结果将总是匹配。 图1解说常规TCAM 100的架构。如图1中所解说的，搜索字（诸如，"1101"）被 输入到TCAM 100的寄存器150。该搜索字与TCAM单元110中所存储的值进行比较。TCAM 通常每级具有16个TCAM单元。搜索跨TCAM单元110同时进行。TCAM单元110的内容可 以是高比特（1)、低比特（0)、或掩码值（X)。在搜索之前，每组TCAM单元120-126的匹配 线130-136被设置为高。匹配线130-136被输入到优先级编码器140。TCAM 100输出（ML fl5a)与搜索字线相匹配的那组TCAM单元的地址。由于该搜索是并行搜索，所以该搜索可在 一个时钟循环中完成。应注意，掩码值可以是〇或1，此外，在本公开中，掩码值可被称为X。 作为示例，如图1中所解说的，第一组TCAM单元120被设置成"1 X 0 1"，第二组 TCAM单元122被设置成"1 0 X 1"，第三组TCAM单元124被设置成"1 1 X X"，并且第四组 TCAM单元126被设置成"1 X 1 X"。在将TCAM单元的内容与搜索比特进行比较时，在TCAM 单元的内容为掩码值X的情况下，该比较将产生匹配。因此，根据图1中所解说的示例，第 一组TCAM单元120和第三组TACM单元124与寄存器150中的搜索字相匹配。相应地，第 一组TCAM单元120和第三组TCAM单元124的匹配线130、134将指示匹配，并且优先级编 码器140输出第一组TCAM单元120和第三组TCAM单元124的地址。 常规TCAM架构是动态电路并且具有高动态功率耗散。在一些情形中，TCAM可具 有动态NAND架构。在其他情形中，TCAM可具有动态NOR架构。 图2解说了常规动态NAND TCAM 200。如图2中所解说的，动态NAND架构200包 括从上拉晶体管210通过预充电线PRE#充电的匹配线MLNAND。匹配线ML NAm被连接至一连 串中间匹配线MU-MLm。中间匹配线MU-MLm中的每一条中间匹配线经由传输门被耦合至 掩码单元Maskd-MasU和键单元Key「KeyM。传输门包括親合至键单元Keyd-KeyM的键 NM0S晶体管202以及耦合至掩码单元Mash-Mask^的掩码NM0S晶体管204。 掩码单元Mask^-Mask^的内容在展开掩码单元222中解说。如展开掩码单元222 中所示，掩码单元Mash-Mask^是SRAM单元，其包括掩码值M、掩码值逆（bar) M#、掩码字线 WLM、掩码比特线BLM、以及掩码比特线逆BLM#。键单元Key^KeyM的内容在展开键单元220 中解说。如展开键单元220中所示，键单元Key^KeyM是具有XNOR逻辑的SRAM单元。键 单元Key^KeyM还包括搜索线SL、搜索线逆SL#、键比特线BLK、键比特线逆BLK#、键值K、 键逆值K#、以及键写入线WLK。 在动态NAND TCAM架构中，匹配线被预充电为高并在评估为低时指示匹配。即，预 充电信号在每个循环期间被用于每条匹配线以将匹配线设置为高。取决于掩码单元或键单 元的状态，匹配线可被拉低或保持为高。每条中间匹配线与掩码单元及键单元相关联。此 外，每个键单元进一步包括XNOR逻辑。动态NAND TCAM使用串行操作。因此，当先前的中 间匹配线（n-2)被拉低以指示匹配时，中间匹配线（n-1)可放电。也就是说，当存在匹配时 操作从一条中间匹配线（n-2)继续到后续中间匹配线（n-1)，而当存在失配时，停止穿过中 间匹配线前进。 在动态NOR TCAM架构中，匹配线被预充电为高并在评估为低时指示失配。大多数 比较产生失配，因此动态NOR由于从高向低切换以指示失配而具有增加的功耗。此外，动态 NOR具有复杂的定时控制，这是因为预充电信号在每个时钟循环中被每个匹配线使用。 图3解说常规动态NOR TCAM 300。如图3中所解说的，动态NOR TCAM 300包括 键单元KeyfKeyM和掩码单元MaskcrMaskM。通常，NOR TCAM(诸如图3的NOR TCAM 300) 可具有16个键单元和掩码单元。数据是经由搜索线（SU-SLm和SL^-SLm#)输入的。数 据与键单元KeyfKeyM和掩码单元Mask d-Maskj^中所存储的值进行比较。匹配线ML NQK从 上拉晶体管303通过预充电线PRE#预充电为高。当经由搜索线（SU-SLm和SL aft-SLM#) 之一输入的数据与单元Keyd-KeyypMaskd-MaslVi之一中所存储的数据之间存在失配时，匹 配线ML N〇K将评估为低。当所有单元Key d-KeyM、Maskd-Maskj^的值匹配于输入数据时，匹 配线保持为高。 键单元Keyd-Key^的结构在展开键单元330中解说，而掩码单元MaskfMask^的 结构在展开掩码单元333中解说。如展开键单元330中所解说的，键单元KeyfKeyM是通过 SRAM单元来实现的。在比较操作期间，键逆K#与搜索线SL进行与操作。键单元Keyd-KeyM 包括比特线BLK、比特线逆BLK#、以及字线WLK。 如展开掩码单元333中所解说的，掩码单元Mask^-Mask^是通过SRAM单元来实现 的。在比较操作期间，掩码逆K#与搜索线逆SL#进行与操作。掩码单元Maskd-Mask^包括 比特线BLM、比特线逆BLM#、以及字线WLM。 如以上所讨论的，在动态NOR TCAM中，匹配线在每个循环的开始时被预充电为高， 并且匹配线评估为低以指示失配。TCAM中的单元的大多数比较产生失配。因此，动态NOR TCAM的功耗由于指示失配时从高向低的切换而增加。在一些情形中，匹配线可被预放电为 低以减小功耗。然而，即使在匹配线被预放电时，预充电操作在每个循环的开始时对匹配线 充电。因此，匹配线的预充电导致功耗的增加以及附加的控制电路系统。
技术实现思路
根据本公开的一方面，给出了混合三元内容可寻址存储器（TCAM)内的方法。该方 法包括在第一 TCAM级中将搜索字的第一部分与所存储的字的第一部分进行比较。该方法 还包括当搜索字的第一部分与所存储的字的第一部分相匹配时，在第二TCAM级中将搜索 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合三元内容可寻址存储器(TCAM)内的方法，所述方法包括：在第一TCAM级中将搜索字的第一部分与所存储的字的第一部分进行比较；以及当所述搜索字的第一部分与所存储的字的第一部分相匹配时，在第二TCAM级中将所述搜索字的第二部分与所存储的字的第二部分进行比较，所述第一TCAM级不同于所述第二TCAM级。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·瓦蒂孔达，N·德塞，C·郑，S·S·尹，E·特泽格鲁，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US