半导体器件以及半导体系统技术方案

本公开的各实施例涉及半导体器件以及半导体系统。一种半导体器件包括存储器阵列，存储器阵列具有以矩阵形式布置以存储条目的多个关联存储器单元。存储器阵列被划分为用于沿着列方向顺序地执行检索操作的多个存储器块，并且还包括：多个匹配线，对应于相应存储器块并且被对应地提供给每个存储器单元行；多个搜索线，对应于相应存储器块并且被对应地提供给每个存储器单元列；以及多个匹配放大器，对应于相应存储器块并且被提供给多个匹配线。对应地提供给在前存储器块的匹配线被设置为比对应地提供给后续存储器块的匹配线短。存储器阵列还包括定时控制单元，用于基于对应地提供给在前存储器块的匹配线的长度来控制驱动后续存储器块的搜索线的定时。存储器块的搜索线的定时。存储器块的搜索线的定时。

【技术实现步骤摘要】
半导体器件以及半导体系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2022年2月4日提交的日本专利申请号2022
‑
016219的优先权，其内容通过引用并入本申请中。

技术介绍

[0003]本公开涉及一种包括(多个)存储器单元的半导体器件。
[0004]称为检索存储器或CAM(内容可寻址存储器)的存储设备从存储的数据字中检索与检索字相匹配的数据字，并且如果匹配的数据字被找到，则输出其地址。
[0005]CAM包括BCAM(二进制CAM)和TCAM(三进制CAM)。BCAM的每个存储器单元存储关于“0”或“1”的信息。同时，在TCAM的情况下，除了“0”和“1”之外，每个存储器单元还可以存储关于“不在意(don
’
t care)”(在该示例中，使用符号“*”)的信息。符号“*”指示“0”或“1”是可接受的。
[0006]TCAM设备被广泛用于诸如互联网等网络的路由器中的地址搜索和访问控制。为了处置大容量，TCAM设备通常具有多个阵列，并且被配置为使得搜索操作同时对相应的阵列执行。
[0007]由于TCAM设备可以将搜索数据(输入分组)和TCAM单元数据一起进行比较，因此它比用于所有搜索应用的RAM(随机存取存储器)更快。
[0008]具体地，TCAM设备具有匹配线(ML)，该匹配线将存储在存储器单元中的信息与用户想要检索的数据进行比较，并且指示这两条数据是匹配还是失配。然后，它输出与数据匹配的匹配线相对应的地址信息(命中索引)。
[0009]同时，存在一个问题，即，搜索操作需要大的功率消耗，以便将数据失配的匹配线设置为低电位。

技术实现思路

[0010]在该方面，专利文献1(日本专利申请公开号2011
‑
181147)中公开的方法存在一个问题，即，阵列被划分为两个以基于在前的(preceding)阵列的搜索结果来加速后续的(subsequent)阵列的搜索操作。
[0011]本公开已被进行以解决以上问题，并且提供一种能够减少功率消耗并且执行高速搜索操作的半导体器件和半导体系统。
[0012]通过本说明书的描述和附图，其他问题和新颖特征将是显而易见的。
[0013]根据一个方面的半导体器件包括：存储器阵列，包括以矩阵形式布置以用于存储条目的多个关联存储器单元。存储器阵列被划分为多个存储器块，该多个存储器块沿着列方向顺序地执行检索操作，并且存储器阵列还包括：多个匹配线，被对应地提供给相应的存储器块并且被对应地提供给存储器单元行中每个存储器单元行；多个搜索线，被对应地提供给相应的存储器块并且被对应地提供给存储器单元列中的每个存储器单元列；以及多个匹配放大器，对应于相应的存储器块并且被分别提供在多个匹配线中。对应地提供给在前
的存储器块的匹配线被设置为比对应地提供给后续的存储器块的匹配线短。存储器阵列还包括定时控制单元，用于基于对应地提供给在前的存储器块的匹配线的长度来控制驱动后续的存储器块的搜索线的定时。
[0014]根据一个实施例，本公开的半导体器件可以减少功率消耗并且执行高速搜索操作。
附图说明
[0015]图1是用于解释基于第一实施例的半导体器件的总体配置的图。
[0016]图2是用于解释基于第一实施例的阵列配置和块控制电路的图。
[0017]图3是示出了基于第一实施例的TCAM单元的配置的一个示例的电路图。
[0018]图4是以表格形式示出基于第一实施例的X单元和Y单元的存储器内容与TCAM单元的数据之间的对应关系的图。
[0019]图5是示出了基于第一实施例的与一个条目相对应的电路配置的一个示例的图。
[0020]图6是示出了基于第一实施例的IO电路IO的电路示例的图。
[0021]图7是示出了基于第一实施例的VIO电路VIO的电路示例的图。
[0022]图8是用于解释基于第一实施例的第一控制逻辑电路310和匹配线负载复制电路350的图。
[0023]图9是用于解释基于第一实施例的第二控制逻辑电路330和匹配放大器负载复制电路320的图。
[0024]图10是用于解释基于实施例的半导体器件的操作定时的定时图表。
[0025]图11是用于解释基于实施例的在半导体器件的检索操作期间一个时钟的各种控制信号的转变的定时图表。
[0026]图12是示意性地图示了根据第二实施例的模拟设备1000的硬件配置的一个示例的图。
[0027]图13是用于解释根据第二实施例的控制单元1001的功能块的图。
[0028]图14是用于解释由模型生成单元1100生成的半导体器件的模型的一个示例的图。
[0029]图15是用于解释根据第二实施例的模拟设备1000的模拟示例的概念图。
具体实施方式
[0030]实施例将参照附图详述。顺便提及，附图中的相同或对应部分由相同的附图标记表示，并且其描述不会被重复。
[0031](第一实施例)
[0032]在实施例中，将描述以下情况，其中包括以矩阵形式(行和列)布置的用于存储条目的多个关联存储器单元的存储器阵列被划分为多个存储器块，这些存储器块沿着列方向顺序地执行检索操作。
[0033]图1是用于解释基于第一实施例的半导体器件的总体配置的图。
[0034]如图1所示，关联存储设备(内容可寻址存储器)将被描述为半导体器件的一个示例。
[0035]关联存储设备包括多个存储器块202、203、检索数据输入电路990、优先级编码器
201和集成电路212。
[0036]检索数据输入电路990将80位搜索数据db＜79:0＞划分为第一数据＜14:0＞和第二数据＜79:15＞，并且将第一数据提供给IO驱动器带204，并且在将第二数据延迟预定时间(一个循环)之后，将其提供给IO驱动器带209。
[0037]在该示例中，搜索数据输入电路990包括延迟电路211。
[0038]存储器阵列(80位
×
256个条目)被划分为存储器块202(前半部分15位
×
256个条目)和存储器块203(后半部分65位
×
256个条目)。
[0039]存储器块202包括阵列A、在列方向上与阵列A相邻的匹配放大器带206、在行方向上与阵列A相邻的IO驱动器带204以及与匹配放大器带206和IO驱动器带204相邻的块控制电路205。
[0040]阵列A具有以矩阵形式布置的关联存储器单元(TCAM单元)。
[0041]阵列A按行被划分为多个条目，并且被提供有匹配线MLA，其中对应条目中的单元针对每个条目被并行耦合。此外，阵列A被提供有用于在列方向上发送检索数据的搜索线对SLA(SL,/SL)。TCAM单元被对应地提供给该搜索线对SLA和匹配线MLA的交叉部分。
[0042]匹配放大器带206包括被对应地提供给相应条目的匹配本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件，包括：存储器阵列，包括以矩阵形式布置以用于存储条目的多个关联存储器单元，其中所述存储器阵列被划分为多个存储器块，所述多个存储器块沿列方向顺序地执行检索操作，所述存储器阵列还包括：多个匹配线，被对应地提供给相应的所述存储器块并且被对应地提供给存储器单元行中的每个存储器单元行；多个搜索线，被对应地提供给相应的所述存储器块并且被对应地提供给存储器单元列中的每个存储器单元列；以及多个匹配放大器，对应于相应的所述存储器块并且被分别提供在所述多个匹配线中，其中对应地提供给在前的所述存储器块的所述匹配线被设置为比对应地提供给后续的所述存储器块的所述匹配线短，并且其中所述存储器阵列还包括定时控制单元，所述定时控制单元用于基于对应地提供给在前的所述存储器块的所述匹配线的长度，来控制驱动后续的所述存储器块的所述搜索线的定时。2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述定时控制单元包括第一复制电路，所述第一复制电路基于对应地提供给在前的所述存储器块的所述匹配线的所述长度来输出第一定时控制信号。3.根据权利要求2所述的半导体器件，其中所述定时控制单元还包括第二复制电路，所述第二复制电路基于对应地提供给在前的所述存储器块的所述多个匹配放大器的数目来输出第二定...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中信二，泽田阳平，森本薰夫，
申请(专利权)人：瑞萨电子株式会社，
类型：发明
国别省市：