[发明专利]三态内容寻址存储器

摘要

本发明公开了一种TCAM，包括呈M行N列排列的多个CAM单元和M个掩码处理电路，每个CAM单元仅包含一存储单元、一比较单元、一子匹配线和一开关器件，处于第N列的CAM单元的子匹配线的第一端连接至充电端，处于第1列的CAM单元的开关器件的输出端接地，相邻CAM单元中的子匹配线通过开关器件连接，并且各CAM单元的比较单元与本CAM单元的子匹配线连接，在预充电阶段，仅对数据的掩码为“1”的CAM单元进行充电，因此减小了TCAM在预充电阶段的功耗，在搜索阶段比较单元只需要判断存储单元存储的数据位是否与搜索位匹配，并且只有数据的掩码为“1”的CAM单元参与匹配，因此减小了TCAM在搜索阶段的功耗。另外，也减小了CAM阵列的面积。

主权项

一种三态内容寻址存储器，其特征在于，所述三态内容寻址存储器用于存储第一类数据或第二类数据，所述第一类数据的掩码的前段连续为“1”、后段连续为“0”，或者掩码全部为“1”，所述第二类数据的掩码的前段连续为“0”、后段连续为“1”，或者掩码全部为“1”，其中，掩码的前段是指掩码位中的高位段，掩码的后段是指掩码位中的低位段，所述三态内容寻址存储器包括呈M行N列排列的多个内容寻址存储单元和M个掩码处理电路，其中M和N为大于1的自然数；所述内容寻址存储单元包括一存储单元、一比较单元、一开关器件和一子匹配线；所述存储单元用于存储一数据位和一互补数据位；所述比较单元与所述存储单元连接，所述比较单元分别比较所述数据位和搜索位，以及所述互补数据位和互补搜索位，在所述数据位与所述搜索位不匹配时，所述比较单元提供将自身所在内容寻址存储单元中的子匹配线接地的路径，在所述数据位与所述搜索位匹配时，所述比较单元不提供将自身所在内容寻址存储单元中的子匹配线接地的路径；位于同一行的N个内容寻址存储单元中，处于第N列的内容寻址存储单元的子匹配线的第一端连接至充电端，每个内容寻址存储单元中的开关器件的输入端连接至自身所在内容寻址存储单元的子匹配线的第二端，处于第n列的内容寻址存储单元中的开关器件的输出端连接至位于第n‑1列的内容寻址存储单元的子匹配线的第一端，位于第1列的内容寻址存储单元的开关器件的输出端接地，其中，n∈[2，N]；位于同一行的N个内容寻址存储单元中的开关器件与一个所述掩码处理电路的不同的输出端连接，所述掩码处理电路控制与其连接的N个开关器件的导通和关断，以使得在预充电阶段仅对掩码为“1”的内容寻址存储单元的子匹配线充电。