[发明专利]查表型硬件搜索引擎

说明书

查表型硬件搜索引擎，属于信息技术领域，用于改造传统TCAM硬件搜索引擎，使得电路性能更高。技术要点是：包括SL译码器、TL‑TCAM阵列，所述TL‑TCAM硬件搜索引擎中存储的数据由对应的TCAM硬件搜索引擎中存储的数据查表得到，所述的译码器用于将搜索字译码并将其送入TL‑TCAM硬件搜索引擎阵列，所述译码为使对应于TCAM硬件搜索引擎表格中数据的搜索字SL转换为对应于TL‑TCAM硬件搜索引擎表格数据的搜索字LSL，效果是：TCAM增加译码器，配合译码器并以查表方式将TCAM表格数据转换成能够适应于增加了搜索线的新电路单元。

技术领域

本发明属于信息技术领域，涉及一种硬件搜索引擎。

背景技术

TCAM(Ternary Content-Addressable Memory)是一种高速的硬件搜索引擎，广泛的应用于搜索密集型操作中，如Internet中的主干网/边沿网的路由器中，实现路由表查找及数据包转发。

BiCAM(Binary CAM)只能存储1bit数据0或1。而TCAM可以存储0、1、X三个值，这里X是通配符，既可以表示0，也可以表示1。根据工作原理的区别，TCAM匹配线主要分为NOR型和NAND型两种，如图1所示。它主要由存储单元、匹配线ML、搜索线SL、比较管M1-M4组成，其中，存储单元是6管SRAM单元，图1省略了2个读写访问管，单元电路的功能描述见表1。

表1 TCAM单元编码

NOR型TCAM字电路是将NOR型TCAM单元并行的连接在一起组成。NAND型TCAM字电路是将NAND型TCAM单元串联在一起组成。见图2。其中NOR型匹配线结构是将NOR型TCAM单元的匹配线ML并行连接，而NAND型匹配线是将NAND型TCAM单元串行连接。TCAM就是由字电路组成的阵列、译码器、优先级编码器组成，见图3。TCAM工作时，所有的字电路同时启动，导致TCAM的功耗很高，一个典型的TCAM芯片功耗为25瓦左右。如何在不影响搜索速度的情况下降低功耗是国内外学者的一个主要研究方向。

2007年N.Mohan等人提出了一种NOR型低寄生电容的TCAM单元结构(详见[1]N.Mohan,et al.,“Low-capacitance and charge-shared match lines for low-energyhigh-performance TCAMs,”IEEE JSSC,vol.42,no.9,pp.2054-2060,Sept 2007.)，见图4。其匹配线ML上只有一个管子M1，而传统的16T NOR型TCAM单元(见图1(a))的ML上连接了2个管子M1和M2。寄生电容降低，功耗也就得到了降低，电路速度也能加快。

发明人在此电路上继续研究发现，若将TCAM单元Tcell每2位组合，优化形成新的电路单元TL-Tcell，可以使匹配线寄生电容降低一半，搜索线翻转耗电的概率降低一半，搜索性能大幅提高。TL-Tcell单元中存储的数据需要从TCAM中处理得到。

发明内容

为了降低匹配线寄生电容，降低搜索线翻转耗电概率，提高搜索性能，本发明提出如下方案：一种查表型TL-TCAM硬件搜索引擎，包括SL译码器、TL-TCAM阵列，所述TL-TCAM硬件搜索引擎中存储的数据由对应的TCAM硬件搜索引擎中存储的数据查表得到，所述的译码器用于将搜索字译码并将其送入TL-TCAM硬件搜索引擎阵列，所述译码为使对应于TCAM硬件搜索引擎表格中数据的搜索字SL转换为对应于TL-TCAM硬件搜索引擎表格数据的搜索字LSL。

有益效果：本发明能够降低匹配线寄生电容，降低搜索线翻转耗电概率，提高搜索性能。TL-Tcell单元中存储的数据需要从TCAM中查表得到。

附图说明

图1是TCAM单元示意图，其中：(a)为NOR型TCAM单元，(b)为NAND型TCAM单元；