用于检查和操作数据的存储器引擎制造技术

一个存储器引擎组合相联的存储器和随机存取存储器，用于使得能够对数据快速地进行字符串检索、插入和删除操作，并且包括用于暂时存储作为数据字符串的数据的存储装置。一个控制器被用于选择地对所述存储装置输出多个指令中的一个，并接收从其反馈的数据，所述存储装置按照由所述控制器输出的指令检查串中的数据字符。还利用一个时钟装置向所述存储装置和所述控制器输出由每秒内一个预定数量的时钟周期构成的时钟信号，所述存储装置在一个时钟周期内检查并选择地操作一个数据字符。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及用于检查和操作数据的存储器引擎，更具体地说，本专利技术涉及不仅用于快速检索符号(字符或其类似物)串形式的数据的快速检索，还根据须要用于在字符串内选择地插入和删除数据。
技术介绍
检索由符号构成的缓冲器或其它存储装置，以便找到和给定的或预定的字符串匹配的字符串，是在许多应用中的一个基本的操作，例如但不限于数据库、遗传信息的处理、数据压缩以及计算机语言的处理。通过在字符串中插入新的序列或从字符串中删除序列来修改字符串，也是这些范围的基本操作，并且由这些字符串操作占据的时间直接地影响主程序的执行时间。当进行串行计算时，即进行匹配操作时，为了在包含M个符号的缓冲器中找到存在的所有N个符号的字符串，所需的最大的步N*M。当须要在缓冲器内插入字符时，平均地说，在缓冲器中一半的符号必须向右或向左移动一个单元，以便为新的单元腾出位置。在这种情况下，平均须要N/2步。提出了一系列用于改善这些操作的算法，它们基于若干技术，其中包括散列法，或者树数据结构。当有关的字符串是固定长度的字时，使用散列法。在这种情况下，每个字和一个当所述字被存储在字库中时被用作索引的唯一的数相关。这种方法的缺点是，其只有当所述信息是静止信息时才好用，并且在处理期间不改变位置。此外，产生所述的数是一种花费较高的操作，有时若干个字可以和同一个数相关，因而须要附加的操作查找要找的字。也可以利用后缀树，后缀树是一种树结构，其中存储在缓冲器中的所有的子字符串。当想要确定是否一个给定的字符串位于缓冲器中时，只需要下树，每次下降查找的字符串的一个字符，直到所述字符串被找到或者找不到。在每种情况下，如果字符串含有M个符号，则最多须要M步来确定是否该字符串位于长度为L的缓冲器中。虽然这种检索方法速度快，但是要建立一个后缀树须要花费许多计算。内容可寻址的存储器，或者CAM，是一种利用一次存储器访问查找给定符号或字的位置的并行方案。这种方法对于固定长度的字好用，但是不容易扩展到可变长度的符号串。当在缓冲器中并行地进行检索时，即当同时进行M个比较时，则步数被减少到N。已经提出了具有并行比较器和用于存储和每个给定符号的比较结果的标记器的缓冲器，用于加速字符串的检索。例如见Almy等人的美国专利4575818；Mayer的美国专利5319762；Eskandare-Gharnin等人的美国专利5602764；或者Satoh等人的美国专利5448733。这些已知的装置一般使比较器与用于存储最后进行的比较结果的一位标记器一起和缓冲器的每个单元关联。所述比较器、存储单元和标记器用这种方式操作，使得在缓冲器中的要被定位的字符串中的符号向缓冲器的所有的比较器传播。然后，这些比较器比较给定的符号和在其相关的存储单元中存储的符号。比较结果存储在和所述比较器以及存储单元相关的标志器中。作为移位寄存器实现的缓冲器能够使其内容和时钟信号同步地并行地向左或向右移动。在这种情况下，缓冲器的整个内容只需要一步便可移动。不过，这些缓冲器，不仅提供其要被移动的内容的部分，而且提供全部的移动操作。此外，每个缓冲器单元集成单独的比较器，这趋于增加作为一个整体的装置的尺寸和复杂性，因而导致成本和使用的能量的增加。因此，鉴于上述问题，本专利技术试图利用一种能够非常快地进行字符串检索、插入和删除的存储装置，其中使用被称为Connex Memory(下文称为CM)的新型存储电路。
技术实现思路
本专利技术的目的在于使得能够对数据进行快速的字符串检索、插入和删除操作。本专利技术的另一个目的在于使得能够对包括数据字符的字符串进行快速的字符串检索、插入和删除操作。本专利技术的另一个目的在于使得能够对包括数据字符的字符串快速地进行字符串检索、插入和删除操作，其中任何给定的数据字符的检查和操作在一个时钟周期内完成。本专利技术的另一个目的在于使得能够检查在一个数据字符串内的可变尺寸的数据字段。本专利技术的另一个目的在于使得能够标记在一个数据字符串内的可变尺寸的数据字段。本专利技术的另一个目的在于利用静态的或动态的存储单元暂时存储和操作数据字符串。本专利技术的另一个目的在于沿正向或反向的任何方向检查存储在存储单元中的数据字符串。按照本专利技术的一个实施例，一个存储器引擎组合相联的存储器和随机存取存储器，用于使得能够对数据快速地进行字符串检索、插入和删除操作，并且包括用于暂时存储作为数据字符串的数据的存储装置。一个控制器被用于选择地对所述存储装置输出多个指令中的一个，并接收从其反馈的数据，所述存储装置按照由所述控制器输出的指令检查串中的数据字符。还利用一个时钟装置向所述存储装置和所述控制器输出由每秒内一个预定数量的时钟周期构成的时钟信号，所述存储装置在一个时钟周期内检查并选择地操作一个数据字符。通过整体地考虑说明书、权利要求书和附图，可以更加清楚地理解本专利技术的这些和其它的方面及其优选实施例。附图说明图1是表示按照本专利技术的一个实施例的存储器引擎的一般结构的方块图，其中包括外部控制器和时钟元件；图2是表示和不同的总线相连的图1的存储器引擎的方块图，所述的总线使得能够在存储器引擎的构成元件之间交换信息。图3是表示图1的存储器引擎的基本操作的一个实施例的流程图；图4是表示图1的存储器引擎的基本操作的另一个实施例的流程图；图5是表示由图1的存储器引擎处理一个“c查找(find)”指令的流程图；图6是表示由图1的存储器引擎处理一个“读(read)”指令的流程图；图7是表示由图1的存储器引擎处理一个“插入(insert)”指令的流程图；图8是表示由图1的存储器引擎处理一个“删除(delete)”指令的流程图；图9是表示由图1的存储器引擎处理一个“下一个(next)”指令的流程图；图10是表示由图1的存储器引擎处理一个“跳跃”指令的流程图；图11是一个方块图，表示用于连接存储器引擎的存储装置和其环境所需的以及用于把几个存储装置连接在一起所需的输入和输出信号；图12是表示存储装置的内部结构的一个实施例的一个方块图，其中使得两维的静态或动态存储单元的阵列成为可以通过两个代码转换器电路访问的；图13是用于连接动态存储单元和其环境所需的输入和输出信号的方块图；图14是表示按照本专利技术的一个实施例的存储单元的内部体系结构的电路图，所述存储单元含有用于符号的存储器及其相关的标志器，通过所述存储器，可以使符号及其相关的标记被存储或读出，或者和传播的符号相比较。图15表示按照本专利技术的实施例的图12所示的代码转换器电路的内部体系结构的电路图，通过所示的电路，可以访问两维阵列的存储单元，并且其使得能够产生第一或最后被标记的单元的地址；图16是表示作为随机存取存储器(RAM)和RAM控制器的组合的缓冲存储器的内容的电路图；图17表示图16所示的RAM控制器的内部结构的电路图。具体实施例方式CM是一种对字串的物理支持，每个字从一个有限的存储符号组中取值，每个字借助于“设置”一个附加的位来增大，借以用两个状态之一标记所述的字被标记的或未被标记的。术语“存储符号”在这里解释为指一个连续比特的固定长度的集合，其长度和应用有关，并且不被事先地设置。本专利技术的结构允许在一个时钟周期内执行所有的CM指令，具有大约为在当前高速缓存技术中遇到的延迟的两倍的延迟。这里所述的结构是一种单片电路结构，其也可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于选择地检查和操作数据的存储器引擎，所述存储器引擎包括：　　　　存储装置，用于暂时地存储作为数据字符串的所述数据；　　　　控制器，其向所述存储装置选择地输出多个指令之一，并接收来自所述存储装置的反馈数据，所述存储装置按照由所述控制器输出的所述指令检查在所述字符串中的数据字符；以及　　　　时钟装置，用于向所述存储装置和所述控制器输出由每秒预定的时钟周期数构成的时钟信号，其中所述存储装置在所述时钟周期的一个内检查和选择地操作所述数据字符中的一个。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：格奥尔基斯特凡，多米尼克蒂埃博，
申请(专利权)人：吉米塞公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]