三态内容可寻址存储器设备及其操作方法技术

本发明专利技术公开一种三态内容可寻址存储器设备，包括：输入接口，具有用于接收第一数据的第一输入和用于接收第二数据的第二输入；以及存储器，配置为将该第一数据写入到该存储器的地址选择行的同时，在该第二数据与该存储器的至少一个不同于该地址选择行的其他行之间执行比较。本发明专利技术具有分开的第一输入和第二输入，允许同时传输写数据和搜索数据，从而改善存储器的速度和操作的性能。器的速度和操作的性能。器的速度和操作的性能。

【技术实现步骤摘要】
三态内容可寻址存储器设备及其操作方法


[0001]本专利技术涉及存储器
，尤其涉及一种三态内容可寻址存储器设备 及其操作方法。

技术介绍

[0002]内容可寻址存储器(Content
‑
addressable memory，CAM)是专门为搜 索密集型(search
‑
intensive)应用设计的一种计算机存储器(memory)。某 些CAM旨在在单个时钟周期内搜索其全部内容。可以通过搜索数据本身来 接入(access)存储在CAM中的数据，然后存储器检索(retrieve)该数据 所在的地址(addresse)。由于其并行性(parallel nature)，CAM的搜索速度 比随机接入存储器(random access memory，RAM)架构快得多。CAM通 常用于互联网路由器(internet router)和交换机(switche)中，可提高路由 查找(route look
‑
up)、数据报(packet)分类和数据报转发的速度。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术提供一种三态内容可寻址存储器设备及其操作方法， 可以在执行写操作时同时进行搜索数据操作，以改善存储器的速度和操作的 性能。
[0004]根据本专利技术的第一方面，公开一种三态内容可寻址存储器设备，包括：
[0005]输入接口，具有用于接收第一数据的第一输入和用于接收第二数据的第 二输入；以及
[0006]存储器，配置为将该第一数据写入到该存储器的地址选择行的同时，在 该第二数据与该存储器的至少一个不同于该地址选择行的其他行之间执行 比较。
[0007]根据本专利技术的第二方面，公开一种三态内容可寻址存储器设备的操作方 法，该方法包括：
[0008]在输入接口处，通过第一输入接收第一数据，并且通过第二输入接收第 二数据；以及
[0009]将该第一数据写入到该存储器的地址选择行的同时，在该第二数据与该 存储器的至少一个不同于该地址选择行的其他行之间执行比较。
[0010]本专利技术的三态内容可寻址存储器设备由于具有用于接收第一数据的第 一输入和用于接收第二数据的第二输入，并且将该第一数据写入到该存储器 的地址选择行的同时，在该第二数据与该存储器的至少一个不同于该地址选 择行的其他行之间执行比较。本专利技术具有分开的第一输入和第二输入，允许 同时传输写数据和搜索数据，从而改善存储器的速度和操作的性能。
附图说明
[0011]图1A是根据传统系统的代表性三态内容可寻址存储器(ternary contentaddressable memory，TCAM)的示例图。
[0012]图1B是根据一些实施例的TCAM条目(entry)的示例性示图。
[0013]图2是根据常规系统的用于在不同周期中的TCAM写(write)和搜索 操作的时序图的示例图。
[0014]图3是根据一些实施例的TCAM输入/输出接口的示例图。
[0015]图4是根据一些实施例的用于同时的TCAM写和搜索操作的时序图的 示例图。
[0016]图5是根据一些实施例的内容可寻址存储器的示例图，该内容可寻址存 储器包括到存储器的内部写和搜索数据总线。
[0017]图6是根据一些实施例的具有被配置为禁用HIT输出的电路的TCAM 的示例图。
[0018]图7A是示出根据一些实施例的TCAM架构的框图。
[0019]图7B是示出根据一些实施例的控制信号的图。
[0020]图8A是示出根据一些实施例的另一TCAM架构的框图。
[0021]图8B是说明根据一些实施例的图8A的TCAM架构的实施方案的实例 的框图。
[0022]图8C是示出根据一些实施例的与图8A的TCAM架构结合使用的控制 信号的图。
[0023]图9是示出根据一些实施例的另一TCAM架构的框图。
具体实施方式
[0024]诸如三态(Ternary，或三进制)内容可寻址存储器(TCAM)之类的内 容可寻址存储器(CAM)可用于高性能企业和数据中心交换ASIC (Application Specific Integrated Circuit，特殊用途集成电路)(嵌入式和独 立)，以执行数据报分类和转发。通过将传入的数据报报头(packet header) 与访问控制列表(Access Control List，ACL)查找表中存储的预定义规则进 行匹配，TCAM可以通过执行快速和并行查找来实现高吞吐量(highthroughput)分类。ACL查找表规则可能会定期更新，以适应不断变化的网 络流量模式(network traffic pattern)。在某些情况下，为了保留规则的优先 级，存储器中的规则更新将导致许多条目混排(shuffling)。在常规系统中， 当在存储器中更新规则时，查找操作会暂停，从而导致性能受限。
[0025]专利技术人已经认识并意识到，通过设计可以在后台(background)执行条 目更新同时继续搜索其他条目的TCAM，可以改善这种系统和操作的性能。 专利技术人已经开发了可以在例如单个时钟周期中同时执行查找操作和规则更 新操作的技术和电路。
[0026]图1A是三态内容可寻址存储器(TCAM)1000的示例性示图。TCAM 可以具有“2
m+1”(m>0)行(row)和“n+1”列(column)，每行包括“n+1
”ꢀ
TCAM单元(cell)。TCAM 1000接收包括时钟信号CK 1001、输入存储器 地址总线A[m：0]1002、输入搜索数据总线(搜索数据总线)SDI[n：0]1003、 芯片选择(chip select，CS)1004、写使能(write enable，WE)1005、读(read， RD)1006、搜索(search，SR)1007、和遮罩数据总线MASKB[n：0]1008 的输入。此外还具有输出总线DO 1009和输出总线HIT 1010。
[0027]输入存储器地址总线A[m：0]1002可以指示将2m个TCAM条目中的 哪一个写入存储器。输入搜索数据总线(搜索数据总线)SDI[n：0]1003可 以表示在搜索操作期间用于搜索存储器阵列的数据。WE 1005是启用存储器 写操作的输入。RD 1006是用于启用存储器读取操作的输入。SR 1007是 启用搜索操作的输入。
[0028]图1B是根据一些实施例的TCAM条目的示例性示图。TCAM条目可以 通过遮罩
(mask)进行组织。因此，在一些实施例中，为了更新TCAM条 目，可以更新条目的数据和遮罩。在图1B中，表示数据的SRAM X字1202 和表示遮罩的SRAM Y字1203都可能需要更新。
[0029]图2是针对图1A的TCAM以不同周期执行写和搜索操作的TCAM的 示例性时序图。图2示出了在前两个时钟周期期间执行存储器写操作，并且本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三态内容可寻址存储器设备，其特征在于，包括：输入接口，具有用于接收第一数据的第一输入和用于接收第二数据的第二输入；以及存储器，配置为将该第一数据写入到该存储器的地址选择行的同时，在该第二数据与该存储器的至少一个不同于该地址选择行的其他行之间执行比较。2.如权利要求1所述的三态内容可寻址存储器设备，其特征在于，该第一输入是存储器写总线。3.如权利要求1所述的三态内容可寻址存储器设备，其特征在于，该第二输入是搜索数据总线。4.如权利要求1所述的三态内容可寻址存储器设备，其特征在于，该输入接口具有用于接收搜索使能信号的第三输入和用于接收写使能信号的第四输入，其中，该存储器配置为响应于该搜索使能信号的有效与该写使能信号的有效的同时，写入该第一数据并执行该比较。5.如权利要求1所述的三态内容可寻址存储器设备，其特征在于，还包括：内部写数据总线，配置为接收该第一数据；以及内部搜索数据总线，配置为接收该第二数据。6.如权利要求5所述的三态内容可寻址存储器设备，其特征在于，还包括输入数据缓冲器，该输入数据缓冲器包括：第一存储装置，配置为接收该第一数据并将该第一数据提供给该内部写数据总线；以及第二存...

【专利技术属性】
技术研发人员：奇坦，
申请(专利权)人：联发科技新加坡私人有限公司，
类型：发明
国别省市：