三态内容可寻址存储器制造技术

本发明专利技术公开了一种三态内容可寻址存储器，包括与TCAM单元连接的搜索线和匹配线；所述匹配线配有电荷共享电路；所述电荷共享电路包括：设置在匹配线一侧的金属线，以及控制金属线与匹配线通断的电荷共享控制单元；所述电荷共享控制单元，其在匹配线预充至高电平后，且在搜索线启动前，将金属线与匹配线连通，使匹配线与金属线发生电荷共享，并通过电荷共享降低匹配线的电压。本发明专利技术能在搜索线启动前，通过电荷共享降低匹配线的电压，匹配线电压降压后，可以加快匹配线的求值速度，提高搜索操作的效率，进而提高三态内容可寻址存储器的工作频率和性能。频率和性能。频率和性能。

【技术实现步骤摘要】
三态内容可寻址存储器


[0001]本专利技术涉及三态内容可寻址存储器。

技术介绍

[0002]三态内容寻址存储器TCAM是从内容可寻址存储器CAM基础上发展而来的。TCAM的一个存储单元（CELL）可以存储0、1或X中的一种状态。
[0003]关键字（key）通过搜索线（SL，search line）与TCAM存储的表项（entry）连接。
[0004]输入关键字后，TCAM存储整列中每条表项会同时与关键字做匹配（match），这个操作就叫搜索，也称作ML的求值。
[0005]如果关键字同一条表项匹配，相应的匹配线（ML，match line）会保持在高电平，对应的灵敏放大器（SA，Sense Amplifier）输出高电平“1”，则表示该表项与关键字匹配。
[0006]如果关键字同表项不匹配，相应的匹配线（ML，match line）会被不匹配的TCAM位（bit）放电，ML电压被放电至低于灵敏放大器阈值电压，SA输出低电平“0”，表示该表项与关键字不匹配。
[0007]TCAM的工作频率，取决于搜索操作的快慢，核心取决于匹配线ML放电速度（即求值）的快慢。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种三态内容可寻址存储器，包括与TCAM单元连接的搜索线和匹配线；所述匹配线配有电荷共享电路；所述电荷共享电路包括：设置在匹配线一侧的金属线，以及控制金属线与匹配线通断的电荷共享控制单元；所述电荷共享控制单元，其在匹配线预充至高电平后，且在搜索线启动前，将金属线与匹配线连通，使匹配线与金属线发生电荷共享，并通过电荷共享降低处于高电平的匹配线的电压。
[0009]优选的，所述电荷共享控制单元，其在将金属线与匹配线连通之前，将金属线预设为低电平。
[0010]优选的，所述匹配线还连接灵敏放大器；电荷共享完成后，匹配线的电压离灵敏放大器的阈值电压保持一定余量。
[0011]优选的，所述金属线与匹配线并行，且金属线与匹配线等长。
[0012]所述电荷共享控制单元的具体结构和电荷共享电路的具体控制方法见实施例。
[0013]本专利技术的优点和有益效果在于：提供一种三态内容可寻址存储器，其能在搜索线启动前，通过电荷共享降低匹配线的电压，匹配线电压降压后，可以加快匹配线的求值速度，提高搜索操作的效率，进而提高三态内容可寻址存储器的工作频率和性能。
[0014]金属线与匹配线并行，且金属线与匹配线等长，即金属线随匹配线一起改变长度，所以电荷共享后匹配线的电压可以维持固定值。
[0015]金属线不会额外增加面积。
[0016]匹配线的分压值可通过改变金属线宽度精确调节。
[0017]本专利技术的方案适用于所有NOR
‑
type CAM。
附图说明
[0018]图1是本专利技术的电路图。
具体实施方式
[0019]下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0020]本专利技术提供一种三态内容可寻址存储器，包括：与TCAM单元连接的匹配线和搜索线，以及与匹配线连接的灵敏放大器；所述匹配线还配有电荷共享电路；所述电荷共享电路包括：设置在匹配线一侧的金属线，以及控制金属线与匹配线通断的电荷共享控制单元；所述电荷共享控制单元，其在将金属线与匹配线连通之前，将金属线预设为低电平；所述电荷共享控制单元，其在匹配线预充至高电平后，且在搜索线启动前，将金属线与匹配线连通，使处于高电平的匹配线与处于低电平的金属线发生电荷共享，通过电荷共享降低匹配线的电压；电荷共享完成，匹配线的电压离灵敏放大器的阈值电压保持一定余量；且电荷共享完成，启动搜索线。
[0021]本专利技术的具体实施例如下：如图1所示，一种三态内容可寻址存储器，包括：与TCAM单元连接的匹配线ML和搜索线SL0至SLn以及SLB0至SLBn，与匹配线ML连接的灵敏放大器SA，以及由求值使能信号CMPEN控制的第一PMOS管P1；所述第一PMOS管P1的源极与电源连接，第一PMOS管P1的漏极与匹配线ML连接，第一PMOS管P1的栅极受求值使能信号CMPEN控制；所述匹配线ML还配有电荷共享电路；所述电荷共享电路包括：设置在匹配线ML一侧的金属线MT，以及控制金属线MT与匹配线ML通断的电荷共享控制单元；所述电荷共享控制单元包括：电荷共享控制信号线CMPENB，第一NMOS管N1，第二PMOS管P2；所述第二PMOS管P2的源极与匹配线ML连接，第二PMOS管P2的漏极与第一NMOS管N1的漏极连接，第一NMOS管N1的源极接地；所述电荷共享控制信号线CMPENB与第一NMOS管N1的栅极连接，电荷共享控制信号线CMPENB还与第二PMOS管P2的栅极连接。
[0022]优选的，金属线MT与匹配线ML并行，且金属线MT与匹配线ML等长。
[0023]所述电荷共享电路的控制方法如下：初始状态时，求值使能信号CMPEN为低电平，电荷共享控制信号线CMPENB为高电平；此时，第一PMOS管P1、第一NMOS管N1都导通，第二PMOS管P2截止；匹配线ML通过第一PMOS管P1与电源连接，匹配线ML电压预充至高电平；金属线MT通过第一NMOS管N1接地，金属线MT预设为低电平；需要搜索时，在搜索线SL0至SLn以及SLB0至SLBn启动前，先将求值使能信号CMPEN翻转为高电平，并将电荷共享控制信号线CMPENB翻转为低电平；此时，第一PMOS管P1、第一
NMOS管N1都截止，第二PMOS管P2导通；金属线MT通过第二PMOS管P2与匹配线ML连通，处于高电平的匹配线ML与处于低电平的金属线MT发生电荷共享，电荷共享使匹配线ML的电压降低；电荷共享使匹配线ML的电压大约降到75%电源电压，离灵敏放大器SA的阈值电压保持一定余量；电荷共享完成，启动搜索线SL0至SLn以及SLB0至SLBn，匹配线ML进入求值过程，由于匹配线ML电压已经降压，所以不匹配的匹配线ML可以更快完成求值过程；搜索完成后恢复初始状态。
[0024]以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.三态内容可寻址存储器，包括与TCAM单元连接的搜索线和匹配线；其特征在于，所述匹配线配有电荷共享电路；所述电荷共享电路包括：金属线，以及控制金属线与匹配线通断的电荷共享控制单元；所述电荷共享控制单元，其在匹配线预充至高电平后，且在搜索线启动前，将金属线与匹配线连通，使匹配线与金属线发生电荷共享，并通过电荷共享降低匹配线的电压。2.根据权利要求1所述的三态内容可寻址存储器，其特征在于，所述电荷共享控制单元，其在将金属线与匹配线连通之前，将金属线预设为低电平。3.根据权利要求1所述的三态内容可寻址存储器，其特征在于，所述匹配线还连接灵敏放大器；电荷共享完成后，匹配线的电压离灵敏放大器的阈值电压保持一定余量。4.根据权利要求3所述的三态内容可寻址存储器，其特征在于，所述电荷共享控制单元包括：电荷共享控制信号线，第一NMOS管，第二PMOS管；所述第二PMOS管的源极与匹配线连接，第二PMOS管的漏极与第一NMOS管的漏极连接，第一NMOS管的源极接地；所述电荷共享控制信号线与第一NMOS管的栅极连接，电荷共享控制信号线还与第二PMOS管的栅极连接。5.根据权利要求4所述的三态内容可寻址存储...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈彪，吴浩，
申请(专利权)人：苏州腾芯微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：