位查找电路、旁路转换缓冲器、存储器及微处理器制造技术

本实用新型专利技术提供一种位查找电路、旁路转换缓冲器、存储器及微处理器，其中位查找电路包括位存储单元和至少两个位查找单元，所述位存储单元的输出端分别与所述至少两个位查找单元的控制端相连，以将所述位存储单元中的存储数据传送给所述至少两个位查找单元用于比较。旁路转换缓冲器包括可寻址存储器阵列、静态存储阵列及写信号生成电路，所述可寻址存储器阵列包括多个位查找电路。本实用新型专利技术提供的位查找电路及旁路转换缓冲器及存储器能够提高微处理器进行数据查找的速度。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
位查找电路、旁路转换缓冲器、存储器及微处理器
本技术涉及电路技术，尤其涉及一种位查找电路、旁路转换缓冲器、存储器及微处理器。
技术介绍
自1971年研发出第一块微处理器至今，微处理器技术得到了迅猛发展，在工业生产、航天航空及电子产品等领域有着广泛的应用。微处理器通常包括控制器、运算器和存储器，其中控制器用于控制微处理器中各器件的工作，起协调的作用，运算器用于进行各种逻辑运算。微处理器在运行过程中的程序、原始数据、临时数据及运行结果都写入存储器中用于存储，且控制器会频繁地从存储器中读取程序用于执行，或读取数据以控制运算器进行运算，然后将更新的数据再写入存储器。微处理器访问存储器的速度很大程度上影响了微处理器的运行速度。存储器中的旁路转换缓冲器(Translation lookaside buffer, TLB)是存储器的主要组成部分，用于存储虚拟地址到物理地址的转换表，实现快速寻址。可寻址存储器(Content Addressable Memory, CAM)作为TLB中关键器件,用于实现数据查找功能。CAM通常包括多组位查找电路，每组位查找电路包括一个位存储单元和一个位查找单元，其中，一个位存储单元用于存储一位二进制数0或1，位查找单元将控制器发来的待查询二进制数与位存储单元中存储的数据进行比较，若一致，则视为与存储的数据查找匹配，若不一致，则视为查找不匹配，将查找结果传递给下一级电路。微处理器对存储器的每一次访问都要执行很多次位查找，因此，改善CAM电路结构，提高位查找的速度，对提高微处理器访问存储器的速度有着积极的推动作用。
技术实现思路
本技术提供一种位查找电路、旁路转换缓冲器、存储器及微处理器，用于提高微处理器进行数据查找的速度。本技术实施例提供一种位查找电路，包括位存储单元和至少两个位查找单元，所述位存储单元的输出端分别与所述至少两个位查找单元的控制端相连，以将所述位存储单元中的存储数据传送给所述至少两个位查找单元用于比较。如上所述的位查找电路，所述位存储单元包括第一场效应管、第二场效应管和具有存储二进制数功能的交叉耦合反相器；所述第一场效应管和第二场效应管为第一类型场效应管；所述第一场效应管的控制端连接至写字线，所述第一场效应管的第一数据端用于接收待存储二进制数，所述第一场效应管的第二数据端连接至所述交叉耦合反相器的正相输入端；所述第二场效应管的控制端连接至所述写字线，所述第二场效应管的第一数据端用于接收反相待存储二进制数，所述第二场效应管的第二数据端连接至所述交叉耦合反相器的反相输入端。如上所述的位查找电路，所述第一类型场效应管为n沟道场效应管。如上所述的位查找电路，所述交叉耦合反相器包括第三场效应管、第四场效应管、第五场效应管和第六场效应管；所述第三场效应管和第四场效应管为第一类型场效应管，所述第五场效应管和第六场效应管为第二类型场效应管；所述第三场效应管、第四场效应管、第六场效应管和第五场效应管的各数据端顺次连接成环形；所述第四场效应管的控制端和第六场效应管的控制端连接，且与所述第三场效应管中与第五场效应管连接的数据端连接，并作为所述交叉耦合反相器的正相输入端与所述第一场效应管的第二数据端连接，还作为所述位存储单元的第一输出端与所述位查找单元对应的一控制端连接；所述第三场效应管的控制端和第五场效应管的控制端连接，并且与第四场效应管中与第六场效应管连接的数据端连接，还作为所述交叉耦合反相器的反相输入端与所述第二场效应管的第二数据端连接，还作为所述位存储单元的第二输出端与所述位查找单元对应的另一控制端连接。如上所述的位查找电路，所述位查找单元的数量为两个，每个位查找单元包括第七场效应管、第八场效应管和第九场效应管，所述第七场效应管、第八场效应管和第九场效应管为第一类型场效应管；所述第七场效应管的控制端与所述位存储单元的第二输出端连接，所述第七场效应管的第一数据端用于接收第一待查找二进制数，所述第七场效应管的第二数据端与所述第八场效应管的第一数据端连接，所述第八场效应管的控制端与所述位存储单元的第一输出端连接，所述第八场效应管的第二数据端用于接收反相第一待查找二进制数；所述第七场效应管的第二数据端还与所述第九场效应管的控制端连接，所述第九场效应管的第一数据端接地，所述第九场效应管的第二数据端作为所述位查找单元的输出端，用于输出查找结果。如上所述的位查找电路，所述第一类型场效应管为n沟道场效应管，所述第二类型场效应管为P沟道场效应管。本技术实施例提供一种旁路转换缓冲器，包括可寻址存储器阵列、静态存储阵列及写信号生成电路，所述可寻址存储器阵列包括如上所述的位查找电路。本技术实施例提供一种存储器，包括旁路转换缓冲器、高速缓冲存储器、存储器地址生成器和多个存储元，其中，所述旁路转换缓冲器接收所述存储器地址生成器发送的虚拟地址的高位，并将所述虚拟地址转化为物理地址，所述旁路转换缓冲器采用如上所述的旁路转换缓冲器。本技术实施例提供一种微处理器，包括控制器、运算器和存储器，所述存储器采用如上所述的存储器。本技术实施例提供的位查找电路采用两个位查找单元在一个周期内实现两路并行查找，提高了二进制数的查找速率，进而提高了微处理器进行数据查找的速度。实现了在一个周期内，既可以查找又可以通过虚拟地址读出物理地址，或者查找出两组物理地址，提高了寻址速度。【附图说明】图1为本技术实施例提供的位查找电路的结构示意图；图2为本技术实施例提供的位查找电路的工作时序示意图。【具体实施方式】图1为本技术实施例提供的位查找电路的结构示意图。如图1所示，位查找电路是CAM中的基本组成部分，CAM可包括多个位查找电路，用于同时查找多个二进制数。每个位查找电路包括位存储单元I和至少两个位查找单元，位存储单元I的输出端分别与至少两个位查找单元的控制端相连，以将位存储单元I中的存储数据传送给至少两个位查找单元用于比较。具体的，如图1所示，位存储单元I中的数据输入端接收控制器发送的二进制数并实现存储，位查找单元中的数据输入端接收控制器发送的待查找二进制数，并将该待查找二进制数与位存储单元I中存储的二进制数进行比较，若一致，则视为查找匹配，若不一致，则视为查找不匹配，并输出对应的查找结果。位存储单元I包括第一场效应管(第一 M0S101 )、第二场效应管(第二 M0S102)和具有存储二进制数功能的交叉耦合反相器。本实施例采用源极和漏极对称、可互换的场效应管，将场效应管均记为MOS管，各MOS管的栅极作为控制端，源极和漏极作为数据端。其中，第一 M0S101和第二 M0S102为第一类型场效应管，该第一类型场效应管可以为n沟道MOS管。第一 M0S101的控制端连接至写字线，第一 M0S101的第一数据端作为位存储单元I的第一存储数据输入端41，用于接收待存储二进制数，第一 M0S101的第二数据端连接至交叉耦合反相器的正相输入端。第二 M0S102的控制端连接至写字线，第二 M0S102的第一数据端作为位存储单元I的第二存储数据输入端42，用于接收与待存储二进制数反相的二进制数，称之为反相待存储二进制数，第二 M0S102的第二数据端连接至所述交叉耦合反相器的反相输入端。当控制器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种位查找电路，其特征在于，包括位存储单元和至少两个位查找单元，所述位存储单元的输出端分别与所述至少两个位查找单元的控制端相连，以将所述位存储单元中的存储数据传送给所述至少两个位查找单元用于比较。

【技术特征摘要】
2013.06.26 CN 201320372287.11.一种位查找电路，其特征在于，包括位存储单元和至少两个位查找单元，所述位存储单元的输出端分别与所述至少两个位查找单元的控制端相连，以将所述位存储单元中的存储数据传送给所述至少两个位查找单元用于比较。2.根据权利要求1所述的位查找电路，其特征在于，所述位存储单元包括第一场效应管、第二场效应管和具有存储二进制数功能的交叉耦合反相器； 所述第一场效应管和第二场效应管为第一类型场效应管； 所述第一场效应管的控制端连接至写字线，所述第一场效应管的第一数据端用于接收待存储二进制数，所述第一场效应管的第二数据端连接至所述交叉耦合反相器的正相输入端; 所述第二场效应管的控制端连接至所述写字线，所述第二场效应管的第一数据端用于接收反相待存储二进制数，所述第二场效应管的第二数据端连接至所述交叉耦合反相器的反相输入端。3.根据权利要求2所述的位查找电路，其特征在于，所述第一类型场效应管为n沟道场效应管。4.根据权利要求2所述的位查找电路，其特征在于，所述交叉耦合反相器包括第三场效应管、第四场效应管、第五场效应管和第六场效应管； 所述第三场效应管和第四场效应管为第一类型场效应管，所述第五场效应管和第六场效应管为第二类型场效应管； 所述第三场效应管、第四场效应管、第六场效应管和第五场效应管的各数据端顺次连接成环形； 所述第四场效应管的控制端和第六场效应管的控制端连接，且与所述第三场效应管中与第五场效应管连接的数据端连接，并作为所述交叉耦合反相器的正相输入端与所述第一场效应管的第二数据端连接，还作为所述位存储单元的第一输出端与所述位查找单元对应的一控制端连接； 所述第三场效应管的控制端和第五场效应管的控制端连接，并且与第四场效应管中...

【专利技术属性】
技术研发人员：王丽娜，
申请(专利权)人：龙芯中科技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：