【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微电子，更具体地，涉及一种字长拆分内容可寻址存储器系统。
技术介绍
1、内容可寻址存储器是数据检索中非常高效的一种存储器，它可以实现高并行的数据搜索并在一次搜索操作中输出所有存储数据和搜索数据的匹配结果。新兴的基于非易失性器件的内容可寻址存储器由于非易失性、功耗低和面积小等优势逐渐受到重视。
2、但是基于非易失性器件的内容可寻址存储器存在漏电流、阻态漂移等问题导致其阵列规模受限。除此之外，随着匹配线上的负载单元数量增多，匹配和不匹配之间的感知裕度越来越小，造成感知放大器的面积、功耗升高，这将大幅削弱非易失性器件带来的性能提升。
技术实现思路
1、针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种字长拆分内容可寻址存储器系统，将存储数据拆分到不同内容可寻址存储器阵列的子块中进行搜索，有效降低匹配线上的负载单元数从而降低感知放大器面积功耗，并且实现任意字长的数据存储和搜索。
2、为实现上述目的，一方面，本专利技术提供了一种字长拆分内容可寻址存储器系统，包括：匹配线部分激活内容寻址模块、与门电路模块和主处理器；
3、主处理器的输出端连接匹配线部分激活内容寻址模块的输入端；匹配线部分激活内容寻址模块的输出端连接与门电路模块的输入端；与门电路模块与主处理器双向连接；
4、匹配线部分激活内容寻址模块用于分块存储数据、实现部分搜索并向与门电路模块输出部分匹配结果；
5、与门电路模块用于对多个匹配线部分激活内容寻址模块的部分匹
6、主处理器用于控制匹配线部分激活内容寻址模块和与门电路模块；并用于向匹配线部分激活内容寻址模块输出搜索数据，且接收与门电路模块输出的最终匹配结果；
7、其中，待存储数据按照字长切割，分别存储在不同匹配线部分激活内容寻址模块的子块中；同一匹配线部分激活内容寻址模块中存储的数据等字长，且存储在同一匹配线部分激活内容寻址模块的不同子块的存储数据不会同时执行搜索操作；其中，搜索数据的字长与不同子块的存储数据的字长相等。
8、这里需要指出，匹配线部分激活内容寻址模块、部分搜索和部分匹配中的部分是指存储在同一匹配线部分激活内容寻址模块的不同子块的存储数据不会同时执行搜索操作，不会出现全部存储数据同时执行搜索操作。
9、进一步优选地，匹配线部分激活内容寻址模块包括：输入电压驱动单元、多路复用器、基于非易失性器件的内容可寻址存储器阵列和电压感知单元；
10、输入电压驱动单元的输入端与主处理器的输出端相连，用于将主处理器输入的搜索数据转换为成对互补的模拟电压信号，并输出至多路复用器；
11、多路复用器的输入端连接输入电压驱动单元和主处理器的输出端，其输出端连接基于非易失性器件的内容可寻址存储器阵列，用于根据主处理器输入的多路选择信号，将输入电压驱动单元输入的成对互补的模拟电压信号输出至基于非易失性器件的内容可寻址存储器阵列的对应子块上；
12、基于非易失性器件的内容可寻址存储器阵列用于存储多个子块，并将存储在子块中的数据与多路复用器输入的模拟电压信号进行比对，通过匹配线向电压感知单元输出高低电压表示是否匹配；
13、电压感知单元的输入端连接基于非易失性器件的内容可寻址存储器阵列的输出端，其输出端连接与门电路模块，用于将每一行匹配线上的高低电压转换为数字信号，并将数字信号传输至与门电路模块。
14、进一步优选地，非易失性器件为阻变存储器、铁电存储器、相变存储器、自旋转移力矩-磁随机存储器、nor flash器件或nand flash器件。
15、进一步优选地，基于非易失性器件的内容可寻址存储器阵列为二维十字交叉杆结构或其他二维平面结构阵列、三维水平堆叠结构、三维垂直堆叠结构或其他三维堆叠结构。
16、进一步优选地，基于非易失性器件的内容可寻址存储器阵列中每一行内容可寻址存储器共同连接的匹配线上均连接有一放电晶体管，用于在搜索阶段之前进行初始化，将匹配线放电至地。
17、进一步优选地，电压感知单元包括多个电压感知放大器，各电压感知放大器均对应连接一匹配线，感知高电压或低电压时分别输出数字信号1或0。
18、进一步优选地，与门电路模块包括多个多输入与门；与门数量等于电压感知单元中电压感知放大器数量，每个与门输入端口数量等于匹配线部分激活内容寻址模块数量。
19、进一步优选地，不同匹配线部分激活内容寻址模块之间的子块字长不一定相等。
20、进一步优选地，当搜索数据为1时，输入电压驱动单元中成对互补的模拟电压信号为vs和0大小的电压；当搜索数据为0时，输入电压驱动单元中成对互补的模拟电压信号为0和vs大小的电压；其中，vs为基于非易失性器件的内容可寻址存储器阵列的搜索电压。
21、总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
22、本专利技术提供了一种字长拆分内容可寻址存储器系统，其中，待存储数据按照字长切割，分别存储在不同匹配线部分激活内容寻址模块的子块中；同一匹配线部分激活内容寻址模块中存储的数据等字长，且存储在同一匹配线部分激活内容寻址模块的不同子块的存储数据不会同时执行搜索操作；搜索数据的字长与不同子块的存储数据的字长相等。本专利技术能够有效降低匹配线负载单元，提升感知裕度，从而降低感知放大器面积功耗，并且可以实现任意字长数据的存储和搜索。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种字长拆分内容可寻址存储器系统，其特征在于，包括：匹配线部分激活内容寻址模块、与门电路模块和主处理器；
2.根据权利要求1所述的字长拆分内容可寻址存储器系统，其特征在于，所述匹配线部分激活内容寻址模块包括：输入电压驱动单元、多路复用器、基于非易失性器件的内容可寻址存储器阵列和电压感知单元；
3.根据权利要求2所述的字长拆分内容可寻址存储器系统，其特征在于，所述非易失性器件为阻变存储器、铁电存储器、相变存储器、自旋转移力矩-磁随机存储器、NOR Flash器件或NAND Flash器件。
4.根据权利要求2所述的字长拆分内容可寻址存储器系统，其特征在于，所述基于非易失性器件的内容可寻址存储器阵列为二维十字交叉杆结构或其他二维平面结构阵列、三维水平堆叠结构、三维垂直堆叠结构或其他三维堆叠结构。
5.根据权利要求2或4所述的字长拆分内容可寻址存储器系统，其特征在于，所述基于非易失性器件的内容可寻址存储器阵列中每一行内容可寻址存储器共同连接的匹配线上均连接有一放电晶体管，用于在搜索阶段之前进行初始化，将匹配线放电至地。
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7.根据权利要求6所述的字长拆分内容可寻址存储器系统，其特征在于，所述与门电路模块包括多个多输入与门；与门数量等于电压感知单元中电压感知放大器数量，每个与门输入端口数量等于匹配线部分激活内容寻址模块数量。
8.根据权利要求1或2所述的字长拆分内容可寻址存储器系统，其特征在于，不同匹配线部分激活内容寻址模块之间的子块字长不一定相等。
9.根据权利要求2所述的字长拆分内容可寻址存储器系统，其特征在于，当搜索数据为1时，输入电压驱动单元中成对互补的模拟电压信号为VS和0大小的电压；当搜索数据为0时，输入电压驱动单元中成对互补的模拟电压信号为0和VS大小的电压；其中，VS为基于非易失性器件的内容可寻址存储器阵列的搜索电压。
...【技术特征摘要】
1.一种字长拆分内容可寻址存储器系统，其特征在于，包括：匹配线部分激活内容寻址模块、与门电路模块和主处理器；
2.根据权利要求1所述的字长拆分内容可寻址存储器系统，其特征在于，所述匹配线部分激活内容寻址模块包括：输入电压驱动单元、多路复用器、基于非易失性器件的内容可寻址存储器阵列和电压感知单元；
3.根据权利要求2所述的字长拆分内容可寻址存储器系统，其特征在于，所述非易失性器件为阻变存储器、铁电存储器、相变存储器、自旋转移力矩-磁随机存储器、nor flash器件或nand flash器件。
4.根据权利要求2所述的字长拆分内容可寻址存储器系统，其特征在于，所述基于非易失性器件的内容可寻址存储器阵列为二维十字交叉杆结构或其他二维平面结构阵列、三维水平堆叠结构、三维垂直堆叠结构或其他三维堆叠结构。
5.根据权利要求2或4所述的字长拆分内容可寻址存储器系统，其特征在于，所述基于非易失性器件的内容可寻址存储器阵列中每一行内容可寻址存储器共同连接的匹配线上均连接有一放...
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