内容可寻址存储器制造技术

一种对从外部输入的搜索数据与预先存储的数据进行比较的内容可寻址存储器，包括：多条匹配线，被布置为在第一方向上延伸；多条搜索线，被布置为在与所述第一方向相交的第二方向上延伸；存储器单元阵列，具有相应地布置于所述匹配线与所述搜索线的交叉点上的多个存储器单元；多个搜索线驱动器，布置于每条相应的搜索线并且根据搜索数据驱动所述搜索线；以及搜索控制电路，通过在所述第一方向上延伸的控制信号接线，将所述搜索数据传输至所述搜索线驱动器，其中所述搜索控制电路被布置在所述存储器单元阵列在所述第一方向上的一端，其中所述控制信号接线具有：第一和第二接线部分，从所述存储器单元阵列在所述第一方向上的一端延伸至其另一端，并且在所述第二方向上被并排布置；以及返回接线部分，布置在其另一端，其中所述第一接线部分的两端被相应地连接到所述搜索控制电路和所述返回接线部分，并且其中所述第二接线部分的两端被相应地连接到所述搜索控制电路和所述返回接线部分。

【技术实现步骤摘要】
内容可寻址存储器本申请是于2010年7月26日提交的申请号为201010238029.5、名称为“内容可寻址存储器”的中国专利申请的分案申请。与相关申请的交叉引用在2009年8月3日提交的日本专利申请号2009-180502的公开内容，包括说明书、附图和摘要，在此整体纳入参考。
本专利技术涉及使用半导体元件的内容可寻址存储器，并且特别涉及能够以高于常规的速度操作的内容可寻址存储器。
技术介绍
一般地，随着半导体存储器的高集成度的发展和其中的容量的巨大增加，半导体存储器的高速操作变得困难。其中一个原因是因为由于随着连接到每条接线的存储器单元数量的增加而增加的接线电容而发生的信号传播延迟。在日本未审查专利公开号Hei10(1998)-255477(专利文献1)中公开的技术致力于消除从字线驱动电路输出的驱动控制信号中的传播延迟。该文献的字线驱动电路包括信号生成单元、第一驱动电路、第二驱动电路以及加速驱动电路。信号生成单元以预定的定时生成驱动信号。第一驱动电路响应于驱动信号，驱动第一接线的连接有多个受控电路的一端侧。第二驱动电路响应于驱动信号，驱动具有小于第一接线的驱动负载的第二接线的一端侧。加速驱动电路具有连接到第二接线的另一端侧和第一接线的另一端侧的输入，以及输出端子，用于在第一接线的另一端侧的电平与第二接线的另一端侧的电平互不相符时驱动第一接线的另一端侧。日本未审查专利公开号2001-357675(专利文献2)公开了使得读取访问时间更快的技术。描述于这一文献中的半导体存储器装置包括存储器单元，排布在列方向上；一对数字线，连接到每个存储器单元；以及字线，布置为相应地与数字线相交并且用于选择相应的存储器单元。此外，半导体存储器装置包括感测放大器，布置在数字线的一端；近端侧预充电电路，相对于数字线布置在感测放大器附近；以及远端侧预充电电路，布置在数字线与感测放大器相对侧的一端。这样的半导体存储器装置具有的特点是：在读取操作时远端侧预充电电路的预充电操作完成的时间早于近端侧预充电电路的该时间或与其同步。优选地，在读取操作中，用于选择处于靠近远端侧预充电电路的一侧的每条字线的信号比用于选择处于靠近近端侧预充电电路的一侧的每条字线的信号更早上升。
技术实现思路
本专利技术针对具有数据搜索功能的内容可寻址存储器。常规存储器在地址被输入时会输出存储于每个存储器单元中的与该地址相对应的数据。另一方面，在内容可寻址存储器中，每个搜索数据被输入，而与搜索数据相匹配的存储的数据被搜索。如果存在与搜索数据相匹配的存储的数据，那么与存储的数据相对应的地址或者与该地址相关的数据被输出。具体地描述，内容可寻址存储器中多个存储器单元被连接到单条匹配线(相符线)。此外，一对搜索线(检索线)被提供给每个存储器单元用以与匹配线相交。在搜索操作时，匹配线被预充电至，例如，“1”(H(高)电平)。此后，搜索数据经由搜索线传输。当传输的搜索数据与预先存储于相应存储器单元中的数据相互匹配时，匹配线被维持在“1”的状态。当它们互不匹配时，匹配线被驱动至“0”的状态(L(低)电平)。匹配线的逻辑电平由连接到匹配线的相应的匹配放大器所检测。为了使能这样的配置的内容可寻址存储器中的高速操作，控制用于预充电匹配线的定时、提供的用以将搜索数据输入到相应的存储器单元的定时、提供的用以检测匹配线的逻辑电平的定时等等是重要的。然而在现有技术中，由于这些定时的控制是由各自使用半导体元件的延迟级所执行的，随着电路操作变得更快，对延迟级的设计变得越来越困难。本专利技术的目标是提供能够以高于常规的频率操作的内容可寻址存储器。根据本专利技术的一种实施方式的内容可寻址存储器包括匹配线；预充电单元；多个存储器单元，相应地沿匹配线排布；匹配放大器；以及搜索数据传输单元。预充电单元相应地连接到匹配线并且被提供用以将匹配线预充电至预定电压。在数据搜索时，每个存储器单元根据输入的搜索数据与预先存储的数据之间是否匹配而将相应的匹配线从预充电状态改变。匹配放大器被相应地装设在匹配线的一端并且检测匹配线的逻辑电平。搜索数据传输单元从处于远离匹配放大器一侧的存储器单元起按存储器单元的布置顺序将搜索数据传输至存储器单元。根据以上实施方式，搜索数据从处于远离匹配放大器一侧的相应的存储器单元按存储器单元的布置顺序传输至相应的存储器单元。因而可以在搜索数据到存储器单元的传输之后开始由匹配放大器进行逻辑电平的检测，而不用考虑匹配线的延迟时间。作为结果，实现了高于常规频率的操作。附图说明图1为示出根据本专利技术的第一实施方式的内容可寻址存储器100的整体配置的框图；图2为示例说明图1中所示的内容可寻址存储器100的部分配置的详情的框图；图3为描绘图2中所示的预充电单元PC、CAM单元CC、和匹配放大器MA的配置的电路图：图4为示出图2中所示的搜索线驱动器DR的配置的框图；图5为用于解释说明图3和图4中所示的相应的信号的时序图；图6为示例说明图1中所示的搜索控制电路40的配置的框图；图7为描绘图6中所示的主搜索控制电路41的框图；图8为用于解释说明图7中所示的相应的信号的时序图；图9为示出图6中所示的副搜索控制电路50的部分配置(搜索线使能信号SLE和匹配线预充电信号MLPRE_N的生成)的框图；图10为用于解释说明图9中所示的相应的信号的时序图；图11为示例说明图6中所示的副搜索控制电路50的部分配置(匹配放大器控制信号MAE等的生成)的框图；图12为示出图11中所示的延迟级55的配置的一个范例的框图；图13为用于解释说明图11中所示的相应信号的时序图；图14为描绘作为图2中所示的内容可寻址存储器100的对比范例的内容可寻址存储器900的配置的框图；图15为示出图14中所示的搜索控制电路940的部分配置的框图；图16为示例说明图2中所示的控制信号线36的配置的一个范例的规划图；图17为描绘图2中所示的控制信号线36的配置的另一范例的规划图：图18为示出根据本专利技术的第二实施方式的内容可寻址存储器100A的配置的框图；图19为示例说明图18中所示的副搜索控制电路50A的部分配置(搜索线使能信号SLE_0和匹配线预充电信号MLPRE_0_N的生成)的框图；图20为示出图18中所示的副搜索控制电路50B的部分配置(搜索线使能信号SLE_1和匹配线预充电信号MLPRE_1_N的生成)的框图：图21为用于解释说明图19和图20中所示的相应的信号的时序图；图22为示出图18中所示的副搜索控制电路50A的部分配置(匹配放大器控制信号MAE_0等的生成)的框图；图23为示出图18中所示的副搜索控制电路50B的部分配置(匹配放大器控制信号MAE_1等的生成)的框图；图24为用于解释说明图22中所示的相应的信号的时序图；图25为示出图18中所示的控制信号线120和121的配置的一个范例的规划图；以及图26为示例说明图18中所示的控制信号线120和121的配置的另一范例的规划图。具体实施方式本专利技术的优选实施方式将于以下参考随附的附图而被详细地描述。相同的附图标记偶尔会相应地附加在相同或相应的部件，而它们的描述将因此而不再重复。〈第一实施方式〉[内容可寻址存储器100的整体配置和操作的概要]图1为示出根据本专利技术的第一实施方式的内容可寻址存储器1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对从外部输入的搜索数据与预先存储的数据进行比较的内容可寻址存储器，包括：多条匹配线，被布置为在第一方向上延伸；多条搜索线，被布置为在与所述第一方向相交的第二方向上延伸；存储器单元阵列，具有相应地布置于所述匹配线与所述搜索线的交叉点上的多个存储器单元；多个搜索线驱动器，布置于每条相应的搜索线并且根据搜索数据驱动所述搜索线；以及搜索控制电路，通过在所述第一方向上延伸的控制信号接线，将所述搜索数据传输至所述搜索线驱动器，其中所述搜索控制电路被布置在所述存储器单元阵列在所述第一方向上的一端，其中所述控制信号接线具有：第一和第二接线部分，从所述存储器单元阵列在所述第一方向上的一端延伸至其另一端，并且在所述第二方向上被并排布置；以及返回接线部分，布置在其另一端，其中所述第一接线部分的两端被相应地连接到所述搜索控制电路和所述返回接线部分，并且其中所述第二接线部分的两端被相应地连接到所述搜索控制电路和所述返回接线部分。

【技术特征摘要】
2009.08.03 JP 2009-1805021.一种对从外部输入的搜索数据与预先存储的数据进行比较的内容可寻址存储器，包括：多条匹配线，被布置为在第一方向上延伸；多条搜索线，被布置为在与所述第一方向相交的第二方向上延伸；存储器单元阵列，具有相应地布置于所述匹配线与所述搜索线的交叉点上的多个存储器单元；多个搜索线驱动器，布置于每条相应的搜索线并且根据搜索数据驱动所述搜索线；以及搜索控制电路，通过在所述第一方向上延伸的控制信号接线，将控制信号传输至所述搜索线驱动器，其中所述搜索控制电路被布置在所述存储器单元阵列在所述第一方向上的一端，其中所述控制信号接线具有：第一和第二接线部分，从所述存储器单元阵列在所述第一方向上的一端延伸至其另一端，并且在所述第二方向上被并排布置；以及返回接线部分，布置在其另一端，其中所述第一接线部分的两端被相应地连接到所述搜索控制电路和所述返回接线部分，并且其中所述第二接线部分的两端被相应地连接到所述搜索控制电路和所述返回接线部分。2.根据权利要求1所述的内容可寻址存储器，其中所述第一接线部分和所述第二接线部分被相应地布置在互不相同的接线层中，并且其中所述第一接线部分和所述第二接线部分经由所述返回接线部分被相互连接。3.根据权利要求1或2所述的内容可寻址存储器，其中所述搜索线驱动器被连接到所述第一接线部分。4.一种执行从外部输入的搜索数据与预先存储的数据之间的比较的内容可寻址存储器，包括：第一和第二区块，各自包括：多条匹配线，布置为在第一方向上延伸；多条搜索线，布置为在与所述第一方向相交的第二方向上延伸；存储器单元阵列，具有相应地布置于所述匹配线与所述搜索线的交叉点上的多个存储器单元；多个搜索线驱动器，布置于每条相应的搜索线并且根据搜索数据驱动所述搜索线；以及搜索控制电路，通过在所述第一方向上延伸的控制信号接线将控制信号传输至所述搜索线驱动器，其中所述第一和第二区块在所述第一方向上被并排布置，其中所述第一区块的搜索控制电路被布置在整个第一和第二区块在所述第一方向上的一端，其中所述第二区块的搜索控制电路被布置在整个第一和第二区块在第一方向上的另一端，其中所述控制信号接线具有：第一接线部分，在所述第一方向上延伸，并且其两端相应地连...

【专利技术属性】
技术研发人员：渡边直也，
申请(专利权)人：瑞萨电子株式会社，
类型：发明
国别省市：