[发明专利]用于保持其功耗低于指定功率限制的内容搜索系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及内容搜索系统，更具体地说，涉及内容可寻址存储器的功率限制技术。

背景技术

内容可寻址存储器(CAM)设备经常使用在网络交换和路由应用(routingapplications)中，用于确定转发目的地、执行分类应用功能、实施质量服务(QoS)功能、和执行与网络上的路由数据包有关联的其它任务。例如，由本地因特网服务提供商(ISPs)使用的路由器通常包括一个或多个CAM设备，用于存储多个因特网地址和/或相关数据，例如，相应的地址路由信息。当数据包被路由到目的地地址时，该目的地地址作为搜索关键字提供到CAM设备，且与存储在CAM阵列的所有CAM字(例如，因特网地址)进行比较。如果所述搜索关键字和存储在CAM阵列的数据间存在匹配，与匹配的CAM字对应的匹配信息被输出且此后用于路由所述数据。

更具体地说，CAM设备包括CAM阵列，CAM阵列具有多个以若干行和列的形式编排的CAM单元。可用于存储CAM字的CAM单元的每一行与相应的匹配线连接，匹配线可表明与其连接的行的匹配结果。CAM单元的每一列通常连接一个或多个数据线或数据线对，用于在写入操作期间传送数据到选择的CAM行，和/或用于在比较操作期间提供搜索关键字到CAM行。在比较操作期间，搜索关键字(例如，比较字)被提供到CAM阵列且与存储在其中的CAM字进行比较。对于匹配搜索关键字的每个CAM字，相应的匹配线被置为有效(assert)以表明匹配条件，且优先编码器确定匹配地址或CAM阵列中的最高优先级匹配(HPM)项的索引。

与在CAM设备中执行搜索操作相关的功耗与每个CAM阵列块的总规模(例如，行数)、CAM设备中的CAM块的数量、以及其它因素有关。例如，在比较操作之前对所有匹配线进行预充电，和再对不能表明匹配条件的与CAM行相关的匹配线进行放电，会消耗大量的功率，同样会消耗显著的功率的是，将搜索关键字提供到每个CAM块以用于比较操作。

CAM架构和半导体工艺技术的进展大大提高了存储密度和数据吞吐量。但是，随着存储密度和数据吞吐量的提高，能量消耗和热量的产生也随之增加了。事实上，热约束作为潜在的限制因素出现在实现更大的存储密度和数据传输速度上。在网络环境中，众多因素，例如，数据包大小、数据包内容、和比较操作的特征，可影响部署于其中的CAM设备的性能和能耗。

为了避免可损坏网络组件的功耗尖峰(例如，由于过热)，网络结构通常指定被选择用于部署在网络中的各种组件的最大功耗。因此，网络组件(例如CAM设备)的制造商通常需要确保其生产的组件不会超过由网络架构指定的功耗限制。由于不同的网络结构具有各种指定功耗限制以使CAM设备部署于其中，对于CAM的制造商来说，在没有构建具有各种不同功率限制的CAM设备的情况下，要同时满足由不同网络客户指定的各种功耗限制往往是困难的。

因此，需要单个设备能满足由各种网络客户指定不同功耗限制。

发明内容

根据本发明的一个方面，一种用于保持其功耗低于指定功率限制的内容搜索系统，所述系统包括：

多个内容可寻址存储器(CAM)块，每个具有CAM单元阵列；

配置存储器，用于存储块限制值，所述块限制值表明能同时搜索的没有超过指定功率限制的所述CAM块的最大数量；及

连接到所述CAM块和所述配置存储器的调节器逻辑，用于仅当所请求的所述CAM块的数量小于或等于所述块限制值时，允许搜索操作在所请求的数量的所述CAM块中执行。

优选地，如果所请求CAM块的数量大于所述块限制值，所述调节器逻辑拒绝所述搜索操作。

优选地，所述调节器逻辑包括用于接收搜索请求的输入，所述搜索请求可表明为所述搜索操作所请求的CAM块的数量。

优选地，所述配置存储器包括非易失性只读存储器元件。

优选地，所述配置存储器包括熔断器组(fuse bank)。

优选地，所述块限制值是在所述内容搜索系统的仿真或测试期间确定的。

优选地，所户内容搜索系统进一步包括：

连接到所述调节器逻辑的块选择控制器，用于在所述搜索操作期间选择性使能所请求的CAM块和禁用未被请求的CAM块。

优选地，如果所述请求的数量大于所述块限制值时，所述块选择控制器禁用所有的CAM块。

优选地，所述调节器逻辑包括：

解析器电路，具有用于接收搜索请求的输入且可用于从所述搜索请求提取搜索关键字和搜索简档ID(profile ID)；