[发明专利]一种快速搜索CAM的方法

摘要

本发明提供一种快速搜索CAM的方法，包括模块划分以及数据处理流程，整个设计划分为三个单元，查找字区间划分单元，SRAM存储器单元和CAM控制逻辑模块，其中查找字单元负责接收CAM搜索使能和CAM搜索内容，并对CAM搜索内容，即查找字进行区域划分，得到N个子区间，每个子区间对应1个子查找字，以此驱动SRAM存储器单元的读操作地址，同时查找字划分单元输出各片SRAM存储器的读使能信号，SRAM存储器单元接收到读使能信号有效即开始读操作，读出相应地址上的位向量，并且在端口上输出。

主权项

一种快速搜索CAM的方法, 其特征在于, 快速搜索CAM是基于SRAM存储器和逻辑控制模块来实现，以搜索内容作为读地址，同时进行多块SRAM存储器访问，SRAM存储器中存储的内容均为宽度等同于CAM搜索深度的位向量，位向量中的有效位即指示搜索匹配结果和匹配项地址，经过逻辑控制模块合并多块SRAM存储器输出的结果，得到完整搜索内容在CAM中的匹配结果和匹配项的地址；具体步骤如下：1）SRAM存储器存放宽度等同于CAM搜索深度的位向量，每次进行CAM搜索时以被检索的数据作为读地址，发起相应的SRAM存储器读操作，SRAM存储器返回对应地址上的位向量；2）SRAM存储器的读使能由CAM搜索使能驱动，读地址由CAM搜索内容驱动，将CAM的查找字以存储器深度为基数划分为若干个搜索子区间，每个子区间各对应一片SRAM存储器，所有SRAM存储器之间互不相干；3）并行读出每个子区间所对应的SRAM存储器中的位向量，每个位向量都代表了它所在查找字子区间的匹配信息，由CAM控制逻辑模块完成对每个位向量的合并操作，即每次输入的相同数据宽度的二进制操作数逐位与&操作，计算出一个完整宽度的查找字在CAM中的匹配信息；4）SRAM存储器中每个地址上均存放着数据宽度等同于CAM搜索深度的位向量，位向量每一位指代一个CAM的有效入口，1表示该入口有效，0表示无效，指示CAM有效入口的位向量，位向量中值为1的位所在位向量中的位置即为该有效入口在CAM中的匹配地址；位向量某一位值等于1，说明CAM中同等位置上存在与查找字相同的数据，搜索完成，匹配成功，位向量所有位都等于0，说明CAM中不存在与查找字相同的数据，搜索完成，匹配失败；4）CAM控制逻辑模块在接收到SRAM存储器控制单元发出的每个位向量后对其进行合并，缩减和优先译码，计算出最终的搜索匹配结果和匹配地址,并在端口上输出对应内容，完成对多个SRAM存储器读出数据的合并操作和各子区间对应的位向量的与操作，得到完整搜索数据所对应的位向量；5）CAM控制逻辑模块合并操作完成后，对合并结果进行缩减运算或（|）操作和优先译码pri‑encoder操作，合并位向量的缩减运算或操作的结果即为CAM的搜索匹配结果，1表示匹配成功，0表示匹配失败，合并位运算的优先译码操作的结果即为CAM的匹配项在CAM中的地址；6）CAM的写操作由CAM控制逻辑模块进行控制：由优先译码器找到CAM空项，然后通过SRAM存储器的写端口向地址等同于写入数据的存储字发起写操作，写入内容为该地址上原有存储字与写入对应的位为1，其余位为0的位向量进行逐位或操作的计算结果。