以提高的精度针对模拟CAM进行范围分段制造技术

系统和方法提供了新的电路，该新的电路通过利用范围分段的概念来跨多个aCAM单元/子电路表示性地存储模拟电压范围(此处，该表示性地存储的模拟电压范围可以对应于字条目)从而提高aCAM精度。以这种方式，当前公开的技术的电路可以随着每个aCAM单元/子电路被添加到该电路而线性地提高精度(例如，可以用于存储字条目的可编程级别数和/或可以针对其搜索输入信号的可编程级别数)。因此，相比于传统的aCAM，当前公开的技术的电路可以用于执行更复杂的计算——并且因此可以用于更广范围的计算应用。算应用。算应用。

【技术实现步骤摘要】
以提高的精度针对模拟CAM进行范围分段

技术介绍

[0001]内容可寻址存储器(“CAM”)是一种计算存储器，其中存储的数据通过其内容而不是其位置进行搜索。当将“字”输入到CAM时，CAM会在其内容中搜索字。如果CAM找到了字(即，“返回匹配”)，则CAM返回所找到的字所在位置的地址。
[0002]模拟CAM(“aCAM”)是特殊类型的CAM，其可以使用忆阻器的可编程电导来存储并且搜索值的范围(与仅可以存储/搜索零和一的更传统的基于数字的CAM形成对比)。例如，在给定aCAM单元中，可以编程第一忆阻器的电导以设定范围的下界，并且可以编程第二忆阻器的电导以设定范围的上界。aCAM单元可以进行搜索以确定输入(例如，输入模拟电压信号)是否落入由第一忆阻器和第二忆阻器的电导所定义的编程范围内。如果输入落入编程范围内，则aCAM单元将返回匹配。如果输入落在编程范围外，则aCAM单元将返回不匹配。
[0003]各个aCAM单元可以布置成由aCAM单元的行和列构成的aCAM阵列。字可以沿aCAM阵列的行来被存储(aCAM阵列的行可以被称为“匹配线”)，其中给定行的每个aCAM单元存储所存储字的条目。当aCAM阵列接收到输入字(例如，一系列模拟电压信号，每个信号表示输入字的条目)时，aCAM阵列可以沿aCAM阵列的列按条目来搜索输入字(即，可以沿CAM阵列的第一列向下搜索输入字的第一条目，可以沿CAM阵列的第二列向下搜索输入字的第二条目，等等)。如果给定行的所有aCAM单元针对输入字的相应条目都返回匹配，则aCAM阵列将在给定行中“找到”输入字。
附图说明
[0004]参照以下附图根据一个或多个不同的示例详细地描述本公开。附图仅被提供用于说明性目的，并且仅描绘了示例。
[0005]图1根据当前公开的技术的示例描绘了示例aCAM单元。
[0006]图2根据当前公开的技术的示例描绘了示例电压范围图。
[0007]图3根据当前公开的技术的示例描绘了另一个示例电压范围图。
[0008]图4根据当前公开的技术的示例描绘了示例概念图。
[0009]图5根据当前公开的技术的示例描绘了示例电路。
[0010]图6根据当前公开的技术的示例描绘了示例电路。
[0011]图7根据当前公开的技术的示例描绘了示例电路。
[0012]图8根据当前公开的技术的示例描绘了示例电路。
[0013]图9根据当前公开的技术的示例描绘了示例减法器子电路。
[0014]图10根据当前公开的技术的示例描绘了可以用于实施信号调整的示例计算系统。
[0015]图11描绘了可以实施本文所描述的各种示例的示例计算机系统的框图。
[0016]附图并非是穷举的，并且不将本公开限制于所公开的精确形式。
具体实施方式
[0017]通过在输入字与内部存储的字/模式之间本机地执行搜索/匹配操作，aCAM阵列可
以用于进行各种应用的计算。在高层次上，aCAM阵列可以执行的匹配操作越复杂，其可以执行的计算就越复杂。
[0018]aCAM阵列可以执行的搜索/匹配操作的复杂度(以及延伸到其可以用于执行的计算的复杂度)受到其组成单元可以存储/搜索的唯一值的数量的限制。aCAM单元可以存储/搜索的唯一值的数量可以被称为aCAM单元的可编程级别数或aCAM单元的精度水平。高精度aCAM(即，具有较高可编程级别数的aCAM)将能够比低精度aCAM(即，具有较低可编程级别数的aCAM)执行更复杂的计算。
[0019]aCAM的明显限制在于其精度受到其模拟存储元件(即，电导可编程忆阻器)的固有结构限制的约束。具体地，由于固有结构限制/缺点，aCAM中使用的忆阻器仅可以编程为有限/离散数量的电导状态(即，M位忆阻器具有2
M
个离散/有限的可编程电导状态)。例如，aCAM中通常使用的2位忆阻器具有4个可编程电导状态(和2个可编程位)。如上所述，两个忆阻器的编程电导可以用于设定aCAM单元的存储范围的下界和上界(此处存储范围可以表示所存储字的条目)。由于其受限的可编程性，忆阻器仅可以用于以有限/离散的方式设定范围边界。这意味着典型的aCAM单元将具有离散/有限数量的可编程级别。例如，使用两个2位忆阻器的典型aCAM单元将仅具有2
M＝2
＝4个可编程级别。
[0020]如上提及，由于其精度有限，传统的aCAM执行需要更高复杂度的计算的能力有限——这限制了其实际适用性。换句话说，传统的aCAM通常不能执行需要针对大量可编程级别(例如，16个级别、32个级别、64个级别等)搜索输入的复杂计算。
[0021]针对这一背景，当前公开的技术的示例提供了新的电路，所述新的电路通过利用范围分段的概念来跨多个aCAM单元/子电路表示性地存储模拟电压范围(此处表示性地存储的模拟电压范围可以对应于字条目)从而提高aCAM精度。以这种方式，当前公开的技术的电路可以随着每个aCAM单元/子电路被添加到所述电路而线性地提高精度(例如，可以用于存储字条目的可编程级别数和/或可以针对其搜索输入信号的可编程级别数)。因此，相比于传统的aCAM，当前公开的技术的电路可以用于执行更复杂的计算——并且因此可以用于更广范围的计算应用。
[0022]通过“范围分段”，示例可以表示性地跨多个aCAM单元/子电路存储模拟电压范围——其中每个aCAM单元/子电路表示性地存储表示性地存储的模拟电压范围的片段。如下文将更详细地描述的，这种范围分段可能需要对每个aCAM单元/子电路的下界和上界阈值进行战略性编程，以确保aCAM单元/子电路的组合能够表示性地存储没有一个aCAM单元/子电路可以单独存储的模拟电压范围。
[0023]为了补充用于跨多个aCAM单元/子电路存储模拟电压范围的范围分段/编程，示例还采用了战略性信号调整，所述战略性信号调整允许电路针对跨多个aCAM单元/子电路表示性地存储的(大)模拟电压范围搜索数字输入信号(x)。这种信号调整可以包括向给定aCAM单元/子电路提供数字输入信号(x)的根据使所述aCAM单元/子电路在有序表示性级别布置(如本文所使用的，有序表示性级别布置可以指用于存储电路的表示性级别的aCAM子电路的有序逻辑布置)中继续进行的aCAM单元/子电路的合计的可编程级别数而被简化的版本。如下文将描述的，这种信号调整/简化可以用于解释电路的各个aCAM单元/子电路的结构/可编程性限制。即，这种信号调整允许电路搜索超出设定电路的组成aCAM单元/子电路的可编程极限的边界的接收输入信号值。
[0024]图1描绘了可以用于实施当前公开的技术的电路的示例aCAM单元100。如上所述，aCAM单元100可以针对所存储的模拟电压范围搜索输入信号(例如，模拟输入电压信号(V(x)))。
[0025]aCAM单元100包括可以预充电到高电压的匹配线(即，ML 102)。如下文将描述的，当跨ML 102的电压保持高时，aCAM单元100“返回匹配”，并且当跨ML 102的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电路，包括：第一aCAM子电路，所述第一aCAM子电路电连接到匹配线；以及第二aCAM子电路，所述第二aCAM子电路电连接到所述匹配线；其中，在接收到数字输入信号(x)时，所述电路：将所述数字输入信号(x)转换为第一模拟电压信号(V(x))和第二模拟电压信号(V(x
‑
PL1))，所述第一模拟电压信号(V(x))由所述第一aCAM子电路接收，并且所述第二模拟电压信号(V(x
‑
PL1))由所述第二aCAM子电路接收，其中：所述第一模拟电压信号(V(x))是表示所述数字输入信号(x)的模拟电压信号，并且所述第二模拟电压信号(V(x
‑
PL1))是表示所述数字输入信号(x)的根据所述第一aCAM子电路的可编程级别数而被简化的版本的模拟电压信号；并且仅当所述第一模拟电压信号(V(x))在所述第一aCAM子电路的经编程电压范围内并且所述第二模拟电压信号(V(x
‑
PL1))在所述第二aCAM子电路的经编程电压范围内时，沿所述匹配线返回匹配。2.如权利要求1所述的电路，其中：所述第一aCAM子电路包括第一忆阻器和第二忆阻器；所述第二aCAM子电路包括第三忆阻器和第四忆阻器；并且所述第一忆阻器至所述第四忆阻器各自具有(M)个可编程位，给定忆阻器的所述(M)个可编程位通过调谐所述给定忆阻器的电导而被编程。3.如权利要求2所述的电路，其中，所述电路包括至少2*2
M
个可编程级别，用于跨至少所述第一aCAM子电路和所述第二aCAM子电路表示性地存储模拟电压范围。4.如权利要求2所述的电路，其中，跨至少所述第一aCAM子电路和所述第二aCAM子电路被表示性地存储的模拟电压范围表示字的条目。5.如权利要求4所述的电路，其中：所述第一忆阻器被编程成为所述第一aCAM子电路设定下界阈值电压(V
1TL
)；并且所述第一aCAM子电路的所述下界阈值电压(V
1TL
)为跨至少所述第一aCAM子电路和所述第二aCAM子电路被表示性地存储的所述模拟电压范围设定表示性下界。6.如权利要求5所述的电路，其中：所述第二忆阻器被编程成为所述第一aCAM子电路设定通配符上界阈值电压(V
1TH＝“通配符”)，使得当所述第一aCAM子电路接收的所述第一模拟电压信号(V(x))大于或等于所述第一aCAM子电路的所述下界阈值电压(V
1TL
)并且小于或等于所述上界阈值电压(V
1TH＝“通配符”)时，所述第一aCAM子电路沿所述匹配线返回匹配。7.如权利要求2所述的电路，进一步包括：第三aCAM子电路，所述第三aCAM子电路电连接到所述匹配线；以及第四aCAM子电路，所述第四aCAM子电路电连接到所述匹配线；其中，在接收到所述数字输入信号(x)时，所述电路：将所述数字输入信号(x)转换为所述第一模拟电压信号(V(x))、所述第二模拟电压信号(V(x
‑
PL1))、第三模拟电压信号(V(x
‑
PL
1/2
))和第四模拟电压信号(V(x
‑
PL
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)，所述第一模拟电压信号(V(x))由所述第一aCAM子电路接收，所述第二模拟电压信号V(x
‑
PL1)由所述第二aCAM子电路接收，所述第三模拟电压信号V(x
‑
PL
1/2
)由所述第三aCAM子电路接收，并
且所述第四模拟电压信号V(x
‑
PL
1/2/3
)由所述第四aCAM子电路接收，其中：所述第三模拟电压信号(V(x
‑
PL
1/2
))是表示根据所述第一aCAM子电路和所述第二aCAM子电路的合计的可编程级别数而被简化的所述数字输入信号(x)的模拟电压信号，并且所述第四模拟电压信号(V(x
‑
PL
1/2/3
))是表示所述数字输入信号(x)的根据所述第一aCAM子电路至所述第三aCAM子电路的合计的可编程级别数而被简化的版本的模拟电压信号；并且仅当所述第一模拟电压信号(V(x))在所述第一aCAM子电路的经编程电压范围内，并且所述第二模拟电压信号(V(x
‑
PL1))在所述第二aCAM子电路的经编程电压范围内，并且所述第三模拟电压信号(V(x
‑
PL
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))在所述第三aCAM子电路的经编程电压范围内，并且所述第四模拟电压信号(V(x
‑
PL
1/2/3
))在所述第四aCAM子电路的经编程电压范围内时，沿所述匹配线返回匹配。8.如权利要求7所述的电路，其中：所述第三aCAM子电路包括第五忆阻器和第六忆阻器；所述第四aCAM子电路包括第七忆阻器和第八忆阻器；并且所述第一忆阻器至所述第八忆阻器各自具有(M)个可编程位，给定忆阻器的所述(M)个可编程位通过调谐所述给定忆阻器的电导而被编程。9.如权利要求8所述的电路，其中，所述电路包括至少4*2
M
个可编程级别，用于跨所述第一aCAM子电路至所述第四aCAM子电路中的至少两个aCAM子电路表示性地存储模拟电压范围。10.如权利要求8所述的电路，其中：模拟电压是跨所述第一aCAM子电路至所述第三aCAM子电路被表示性地存储的；所述第六忆阻器被编程成为所述第三aCAM子电路设定上界阈值电压(V
3TH
)；所述第三aCAM子电路的所述上界阈值电压(V
3TH
)表示性地设定跨第一aCAM子电路至第三aCAM子电路被表示性地存储的所述模拟电压范围的上界；并且所述第五忆阻器被编程成为所述第三aCAM子电路设定开放式下界阈值电压(V
3TL＝“通配符”)，使得每当所述第三aCAM子电路接收的所述第三模拟电压信号(V(x
‑
PL
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))小于或等于所述第三aCAM子电路的所述上界阈值电压(V
3TH
)时，所述第三aCAM子电路沿所述匹配线返回匹配。11.如权利要求10所述的电路，其中：所述第三忆阻器被编程成为所述第二aCAM子电路设定开放式下界阈值电压(V
2TL＝“通配符”)，并且所述第四忆阻器被编程成为所述第二aCAM子电路设定开放式上界阈值电压(V
2TH＝“通配符”)，使得对于所述第二模拟电压信号(V(x
‑
PL1))的任何值，所述第二aCAM子电路沿所述匹配线返回匹配；并且所述第七忆阻器被编程成为所述第四aCAM子电路设定开放式下界阈值电压(V
4TL＝“通配符”)，并且所述第八忆阻器被编程成为所述第四aCAM子电路设定开放式上界阈值电压(V
4TH＝“通配符”)，使得对于所述第四模拟电压信号(V(x
‑
PL
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：G，
申请(专利权)人：慧与发展有限责任合伙企业，
类型：发明
国别省市：