静态三态内容可寻址存储器(TCAM)包括耦合到中间匹配线的键单元和掩码单元。键单元耦合到第一下拉晶体管和第一上拉晶体管。掩码单元耦合到第二下拉晶体管和第二上拉晶体管。第一下拉晶体管和第二下拉晶体管并联连接，而第一上拉晶体管和第二上拉晶体管串联连接。匹配线输出也耦合到第一下拉晶体管和第二下拉晶体管并且进一步耦合到第一上拉晶体管和第二上拉晶体管。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开一般设及S态内容可寻址存储器（TCAM)。更具体地，本公开设及用于TCAM 的静态NAND架构。
技术介绍
TCAM通常在路由器和W太网交换机中用于网际协议（I巧地址转发。存储元件通 常使用动态NOR/NAND(或非/与非）类型单元来设计。 内容可寻址存储器（CAM)支持读操作、写操作、W及比较操作。与CAM中的条目宽 度（例如，位每字）相同的比较总线是在时钟边沿处输入的。比较总线的数据与CAM中的 每个条目同时进行比较。也就是说，比较并行发生，因此总线可在一个时钟循环期间与CAM 中的每个条目进行比较。当条目中的每个位与比较总线中的对应位相匹配时，条目即是匹 配。替换地，当条目中有任何位与比较总线中的对应位不相匹配时，条目即是失配。CAM中 的条目的位或为0,或为1。 TCAM类似于CAM,外加可存储于单元中的掩码值。该掩码值可被称为本地掩码。掩 码值不与比较位进行比较，由此比较结果将总是匹配。 图1解说常规TCAM100的架构。如图1中所解说的，捜索字（诸如，"1101")被输 入到TCAM100的寄存器150。该捜索字与各TCAM单元110中所存储的值进行比较。TCAM 通常每级具有16个TCAM单元。捜索跨各TCAM单元110同时进行。TCAM单元110的内容 可W是高位（1)、低位（0)、或掩码值狂）。在捜索之前，每组TCAM单元120-126的匹配线 130-136被设置为高。匹配线130-136被输入到优先级编码器140。TCAM100输出（MLout) 与捜索字线相匹配的那组TCAM单元的地址。由于该捜索是并行捜索，所W该捜索可在一个 时钟循环中完成。应注意，掩码值可W是0或1，但在本公开中，掩码值仍可被称为X。 作为示例，如图1中所解说的，第一组TCAM单元120被设置成"1X0 1"，第二组 TCAM单元122被设置成"1 0X1"，第S组TCAM单元124被设置成"1 1XX"，并且第四 组TCAM单元126被设置成"1X1X"。在将各TCAM单元的内容与捜索位进行比较时，当 TCAM单元的内容为掩码值X时，该比较将产生匹配。因此，根据图1中所解说的示例，第一 组TCAM单元120和第S组TCAM单元124与寄存器150中的捜索字相匹配。相应地，第一 组TCAM单元120和第S组TCAM单元124的匹配线130、134将指示匹配，并且优先级编码 器140输出第一组TCAM单元120和第S组TCAM单元124的地址。 常规TCAM架构是动态电路并且具有高动态功率耗散。在一些情形中，TCAM可具 有动态NAND架构。在其他情形中，TCAM可具有动态NOR架构。[000引在动态NORTCAM架构中，匹配线被预充电为高并求值为低W指示失配。大多数比 较产生失配，因此动态NOR由于从高向低切换W指示失配而具有增加的功耗。此外，动态 NOR具有复杂的定时控制，该是因为预充电信号在每个时钟循环中被每条匹配线使用。 图2解说常规动态NORTCAM200。如图2中所解说的，动态NORTCAM200包括键 单元Keya-Key"_i和掩码单元Maska-Maskw。通常，NORTCAM(诸如图 2 的NORTCAM200)可 具有16个键单元和掩码单元。数据是经由捜索线（SU-SLw和化。#-SL"_i#)输入的。数据 与键单元Keyc-Key"_i和掩码单元Maskc-Mask"_i中所存储的值进行比较。匹配线ML胃经由 预充电线PRE#从上拉晶体管202被预充电为高。当经由捜索线（SLa-SLw和化。#-SL"_i#) 之一输入的数据与单元1^7。-1(67。_1、]\&131^。-]\&131^。_1之一中所存储的数据之间存在失配时，匹 配线MLnok将求值为低。当所有单元Ifeyn-Keyn-i、Maskn-Maskn_i的值匹配于输入数据时，匹 配线保持为高。 键单元Key〇-Keyn-i的结构在展开的键单元220中解说，而掩码单元Mask〇-Maskn_i 的结构在展开的掩码单元222中解说。如展开的键单元220中所解说的，键单元Keyu-Key"_i 是通过SRAM单元来实现的。在比较操作期间，键逆化ar)K#与捜索线化求与。键单元 Ifeya-Keyw包括位线BLK、位线逆BLK#、W及字线WLK。 如展开的掩码单元222中所解说的，掩码单元Masku-Maskw是通过SRAM单元来实 现的。在比较操作期间，掩码逆腳与捜索线逆SL#求与。掩码单元Masku-Maskw包括位线 BLM、位线逆BLM#、W及字线WLM。[001引表1是动态NORTCAM的真值表。表1基于掩码单元（M)、键单元化)、W及捜索线 (化和化#)的值示出匹配线的值。应注意，状态是指存储元件（键单元和掩码单元）的状 态。当键位具有值0时状态为0,当键位具有值1时状态为1，并且当掩码位和键位均为1 时状态为X。状态X是指既不存在匹配又不存在失配的掩码状态，更确切地，即在捜索线的 值与掩码单元及键单元的值之间不存在比较的掩码状态。因此，匹配线总是指示匹配。[001引 如表1中所示，当键位与捜索线具有不同值时，匹配线将为0(低）并指示失配。 类似地，当掩码位与捜索线逆两者具有不同值时，匹配线将为0并指示失配。目P，当键位为 〇(例如，键位逆化#)为1)并且捜索线为1时、或者当掩码位为〇(例如，掩码位逆（M#)为 1)并且捜索线逆为1时，则下拉晶体管将被激活W将匹配线拉向低。此外，当键位与捜索线 具有相同值时，匹配线将为1(高）并指示匹配。类似地，当掩码位与捜索线逆两者具有相 同值时，匹配线将为1并指示匹配。此外，当掩码位和键位均为1时，状态为X。目P，匹配线 将保持为高并指示匹配而不论捜索线的值如何。 如W上所讨论的，在动态NOR TCAM中，匹配线和捜索线在每个循环的开始被预充 电为高，并且匹配线求值为低W指示失配。TCAM中各单元的大多数比较产生失配。因此，动 态NOR TCAM的功耗由于指示失配时从高向低的切换而增加。在一些情形中，匹配线可被预 放电为低W减小功耗。但是，即使在匹配线被预放电时，预充电操作仍在每个循环的开始对 匹配线充电。因此，匹配线的预充电导致功耗W及还有控制电路系统的增加。 在动态NANDTCAM架构中，匹配线被预充电为高并求值为低w指示匹配。目P，预充 电信号在每个循环期间被用于每条匹配线W将该些匹配线设置为高。取决于掩码单元或键 单元的状态，匹配线可被拉低或保持为高。每条中间匹配线与掩码单元及键单元相关联。此 夕F，每个键单元进一步包括XNOR逻辑。动态NANDTCAM使用串行操作。因此，当先前中间 匹配线（n-2)被拉低W指示匹配时，中间匹配线（n-1)可放电（例如，与捜索线的值进行比 较）。也就是说，当存在匹配时操作从一条中间匹配线（n-2)继续到后续中间匹配线（n-1)， 而当存在失配时，则停止经中间匹配线前进。 常规动态NANDTCAM在匹配线求值期间的功耗由于串行操作的原因可能小于常规 动态NORTCAM的功耗。但是，常规动态NANDTCAM由于充电共享导致的误差而仍可能是不 合意的。[001引 图3解说了常规动态NANDTC本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种静态三态内容可寻址存储器(TCAM)，包括：耦合到第一下拉晶体管和第一上拉晶体管的键单元；耦合到第二下拉晶体管和第二上拉晶体管的掩码单元，所述第一下拉晶体管和所述第二下拉晶体管并联连接，而所述第一上拉晶体管和所述第二上拉晶体管串联连接；以及耦合到所述第一下拉晶体管和所述第二下拉晶体管并且进一步耦合到所述第一上拉晶体管和所述第二上拉晶体管的匹配线输出。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：E·特泽格鲁，N·德塞，R·瓦蒂孔达，C·郑，S·S·尹，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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