[实用新型]位查找电路、旁路转换缓冲器、存储器及微处理器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电路技术，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。

背景技术

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。

实用新型内容

本实用新型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。

本实用新型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。