内容地址存储器及其处理方法技术

技术编号:15642718 阅读:114 留言:0更新日期:2017-06-16 16:21
本发明专利技术提供一种内容地址存储器及其处理方法,其中内容地址存储器包括:第一N型晶体管、第二N型晶体管、第一忆阻器、第二忆阻器、电容、匹配线、写入线、第一数据线和第二数据线;所述第一N型晶体管与第一忆阻器串联设置在所述匹配线与所述写入线之间;所述第一N型晶体管的控制端与所述第一数据线连接;所述第二N型晶体管与第二忆阻器串联设置在所述匹配线与所述写入线之间;所述第二N型晶体管的控制端与所述第二数据线连接;所述电容的一端与所述匹配线连接,另一端与所述写入线连接。本发明专利技术提供的内容地址存储器及其处理方法,有效地简化了电路结构,减小了电路的时延和功耗,提高了查询和写操作的效率。

【技术实现步骤摘要】
内容地址存储器及其处理方法
本专利技术涉及电子技术,尤其涉及一种内容地址存储器及其处理方法。
技术介绍
随着科技的发展,信息呈现爆炸式增长,为了完成对海量信息的存储与快速读写,要求存储器必须密度更大、体积更小、速度更快。内容地址存储器(ContentAddressableMemory,CAM)是一种基于RAM(RandomAccessMemory,随机存取存储器)技术的存储器,具有快速检索的功能,可用于高速缓存、表查找以及网络地址过滤。忆阻器(Memristor,记忆电阻)被称为第四代基本无源电子元器件,作为纳米级电子器件,具有尺寸小、功耗低、读写速度快等特点。为了能够进一步地提升内容地址存储器的性能,MCAM(Memristor-CAM,忆阻器-内容地址存储器)有望成为未来存储技术发展的方向。图1为现有技术中基于忆阻器的内容地址存储器的基本位单元示意图。如图1所示,现有技术中的MCAM电路,包括M1至M7共七个晶体管、ME1和ME2两个忆阻器以及若干信号线,能够实现查询和写入的功能,但是电路结构复杂,时延和功耗均较大。
技术实现思路
本专利技术提供一种内容地址存储器及其处理方法,用以解决现有技术中内容地址存储器的结构复杂、时延和功耗均较大的技术问题。本专利技术提供一种内容地址存储器,包括:第一N型晶体管、第二N型晶体管、第一忆阻器、第二忆阻器、电容、匹配线、写入线、第一数据线和第二数据线;所述第一N型晶体管与第一忆阻器串联设置在所述匹配线与所述写入线之间;所述第一N型晶体管的控制端与所述第一数据线连接;所述第二N型晶体管与第二忆阻器串联设置在所述匹配线与所述写入线之间;所述第二N型晶体管的控制端与所述第二数据线连接;所述电容的一端与所述匹配线连接,另一端与所述写入线连接。进一步地,所述第一N型晶体管和所述第二N型晶体管均为NMOS晶体管;所述第一N型晶体管的漏极与所述匹配线连接,源极与所述第一忆阻器连接,栅极与所述第一数据线连接;所述第一忆阻器的一端与所述第一N型晶体管的源极连接,另一端与所述写入线连接;所述第二N型晶体管的漏极与所述匹配线连接,源极与所述第二忆阻器连接,栅极与所述第二数据线连接;所述第二忆阻器的一端与所述第二N型晶体管的源极连接,另一端与所述写入线连接。进一步地,所述内存地址存储器还包括:电压检测电路,用于检测所述电容上是否有电压存在。进一步地,所述内存地址存储器还包括:第三N型晶体管、第四N型晶体管;所述第三N型晶体管与所述第一N型晶体管和所述第一忆阻器串联设置;所述第四N型晶体管与所述第二N型晶体管和所述第二忆阻器串联设置。进一步地,所述第三N型晶体管的漏极与所述第一N型晶体管的源极连接,源极与所述第一忆阻器连接,栅极与所述第一数据线连接;所述第四N型晶体管的漏极与所述第二N型晶体管的源极连接,源极与所述第二忆阻器连接,栅极与所述第二数据线连接。本专利技术还提供一种基于上述任一项所述的内容地址存储器的处理方法,包括:将所述匹配线置高电平,所述写入线置低电平,对所述电容进行充电;经过第一预设时间后,通过所述第一数据线和所述第二数据线进行查询操作;其中,所述第一预设时间大于所述电容的充电时间。进一步地,通过所述第一数据线和所述第二数据线进行查询操作,包括:将所述匹配线置为高阻状态,将所述写入线置低电平;在所述第一数据线和所述第二数据线上输入欲查询的数据。进一步地,在所述第一数据线和所述第二数据线上输入欲查询的数据之后,还包括:经过第二预设时间后,检测所述电容上是否有电压存在;若所述电容上有电压存在,则说明输入的数据与忆阻器中存储的数据不匹配;若所述电容上没有电压,则说明输入的数据与忆阻器中存储的数据匹配;其中,所述第二预设时间大于所述电容的放电时间。进一步地,所述方法还包括:将所述第一数据线和/或所述第二数据线置高电平;通过所述匹配线和所述写入线进行写操作。进一步地,通过所述匹配线和所述写入线进行写操作,包括:将所述匹配线置高电平,所述写入线置低电平,以向第一忆阻器和/或所述第二忆阻器写入1;将所述匹配线置低电平,所述写入线置高电平,以向第一忆阻器和/或所述第二忆阻器写入0。本专利技术提供的内容地址存储器及其处理方法,包括第一N型晶体管、第二N型晶体管、第一忆阻器、第二忆阻器、电容、匹配线、写入线、第一数据线和第二数据线,所述第一N型晶体管与第一忆阻器串联设置在所述匹配线与所述写入线之间,所述第一N型晶体管的控制端与所述第一数据线连接,所述第二N型晶体管与第二忆阻器串联设置在所述匹配线与所述写入线之间,所述第二N型晶体管的控制端与所述第二数据线连接,所述电容设置在所述匹配线与所述写入线之间,能够实现查询操作和写操作,且晶体管的数量大大减少,有效地简化了电路结构,减小了电路的时延和功耗,提高了查询和写操作的效率。附图说明图1为现有技术中基于忆阻器的内容地址存储器的基本位单元示意图;图2为本专利技术实施例一提供的内容地址存储器的电路示意图;图3为本专利技术实施例二提供的内容地址存储器的电路示意图;图4为漏电流随电路中串联晶体管数量变化的曲线图;图5为本专利技术实施例三提供的处理方法的流程图。附图标记:1-第一N型晶体管2-第二N型晶体管3-第一忆阻器4-第二忆阻器5-电容6-匹配线7-写入线8-第一数据线9-第二数据线10-第三N型晶体管11-第四N型晶体管具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本专利技术实施例中的附图,对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本专利技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本专利技术保护的范围。在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本专利技术。在本申请实施例中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。应当理解,本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。取决于语境,如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地,取决于语境,短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。实施例一本专利技术实施例一提供一种内容地址存储器。图2为本专利技术实施例一提供的内容地址存储器的电路示意图。如图2所示,本实施例中的内容地址存储器,可以包括:第一N型晶体管1、第二N型晶体管2、第一忆阻器3、第二忆阻本文档来自技高网...
内容地址存储器及其处理方法

【技术保护点】
一种内容地址存储器,其特征在于,包括:第一N型晶体管、第二N型晶体管、第一忆阻器、第二忆阻器、电容、匹配线、写入线、第一数据线和第二数据线;所述第一N型晶体管与第一忆阻器串联设置在所述匹配线与所述写入线之间;所述第一N型晶体管的控制端与所述第一数据线连接;所述第二N型晶体管与第二忆阻器串联设置在所述匹配线与所述写入线之间;所述第二N型晶体管的控制端与所述第二数据线连接;所述电容的一端与所述匹配线连接,另一端与所述写入线连接。

【技术特征摘要】
1.一种内容地址存储器,其特征在于,包括:第一N型晶体管、第二N型晶体管、第一忆阻器、第二忆阻器、电容、匹配线、写入线、第一数据线和第二数据线;所述第一N型晶体管与第一忆阻器串联设置在所述匹配线与所述写入线之间;所述第一N型晶体管的控制端与所述第一数据线连接;所述第二N型晶体管与第二忆阻器串联设置在所述匹配线与所述写入线之间;所述第二N型晶体管的控制端与所述第二数据线连接;所述电容的一端与所述匹配线连接,另一端与所述写入线连接。2.根据权利要求1所述的内容地址存储器,其特征在于,所述第一N型晶体管和所述第二N型晶体管均为NMOS晶体管;所述第一N型晶体管的漏极与所述匹配线连接,源极与所述第一忆阻器连接,栅极与所述第一数据线连接;所述第一忆阻器的一端与所述第一N型晶体管的源极连接,另一端与所述写入线连接;所述第二N型晶体管的漏极与所述匹配线连接,源极与所述第二忆阻器连接,栅极与所述第二数据线连接;所述第二忆阻器的一端与所述第二N型晶体管的源极连接,另一端与所述写入线连接。3.根据权利要求1所述的内容地址存储器,其特征在于,还包括:电压检测电路,用于检测所述电容上是否有电压存在。4.根据权利要求1-3任一项所述的内容地址存储器,其特征在于,还包括:第三N型晶体管、第四N型晶体管;所述第三N型晶体管与所述第一N型晶体管和所述第一忆阻器串联设置;所述第四N型晶体管与所述第二N型晶体管和所述第二忆阻器串联设置。5.根据权利要求4所述的内容地址存储器,其特征在于,所述第三N型晶体管的漏极与所述第一N型晶体管的源极连接,源极与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:王晓霞张呈宇魏进武
申请(专利权)人:中国联合网络通信集团有限公司
类型:发明
国别省市:北京,11

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