CN103729260B - 数据管理/检查方法及相关内容寻址存储器系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种数据管理/检查方法及相关内容寻址存储器系统。数据管理方法用于管理储存于内容寻址存储器装置中的数据，包含：执行局部写入操作，以使用局部写入数据来仅对储存于内容寻址存储器装置的入口的写入数据中的一部份进行覆写，并将更新后的写入数据储存于内容寻址存储器装置的入口；以及以第一值来对奇偶标志进行更新，以将对应于内容寻址存储器装置的入口的奇偶数据标示为无效。本发明的数据管理/检查方法及相关内容寻址存储器系统利用局部写入操作，提高成功检查内容寻址存储器入口写入数据的正确性。

Description

数据管理/检查方法及相关内容寻址存储器系统

【技术领域】

本发明有关于对储存于内容寻址存储(content addressable memory,CAM)装置中的数据进行奇偶检验(parity check)，尤指一种用于控制支持局部写入操作(如写入屏蔽(write mask)功能)的内容寻址存储器装置的奇偶检验功能的数据管理/检查方法及相关内容寻址存储器系统。

【背景技术】

半导体存储器为常见的半导体装置，例如随机存取存储器(random accessmemory,RAM)。随机存取存储器允许存储器电路对于其存储器单元(memory cell)执行读取以及写入操作，举例来说，随机存取存储器装置通常包含动态随机存取存储器(dynamicrandom access memory,DRAM)以及静态随机存取存储器(static random access memory,SRAM)。此外，另一种形式的存储器则是内容寻址存储器。内容寻址存储器装置是一种可让需要对数据库(database)进行快速搜寻的任何应用(application)加速的存储器装置。内容寻址存储器装置可将输入搜寻数据与储存数据表进行比较，并回报数据相符的地址（address），换言之，在内容寻址存储器装置中，内容寻址存储器阵列（CAM array）中的储存数据的存取并不是一开始即提供一个地址，而是一开始时先将该输入搜寻数据(例如搜寻关键字(search word))提供至内容寻址存储器阵列，然后再执行一比较操作以在内容寻址存储器阵列中辨识出一个或多个包含有与所输入的搜寻数据等同的数据而呈现“匹配(match)”状态的行地址(row location)（亦即入口地址(entry address)）。在此方式下，储存数据根据其内容而非其地址而被存取。因此，内容寻址存储器装置由于具备快速搜寻能力，对于实现查找(lookup)操作而言是很好的选择，举例来说，由于其独特的搜寻算法，内容寻址存储器装置常被应用在网络设备(特别是路由器(router)及交换器(switch))、电脑系统以及其他需要快速搜寻内容的装置中。

如上所述，内容寻址存储器装置的主要功能是根据储存在由多个内容寻址存储器单元所组成的内容寻址存储器阵列来进行数据比较，其中每一内容寻址存储器单元包含一个SRAM单元以及一个比较电路。然而，在制造过程中，内容寻址存储器阵列可能会具有无法正常运作的一个或多个故障/缺陷的内容寻址存储器单元。假设具有故障/缺陷内容寻址存储器单元的内容寻址存储器阵列用于储存查找表数据并据以执行数据比较，若输入搜寻数据与储存于具有故障/缺陷的内容寻址存储器单元的一个特定入口/行的数据相同，则内容寻址存储器装置可能会因故障/缺陷的内容寻址存储器单元而无法将该特定入口/行辨识为具备“匹配”状态。

为了在每一入口/行中检测出故障/缺陷内容寻址存储器单元的存在，可采用奇偶检验(parity check)功能检查实际储存在每一内容寻址存储器入口/行(CAM entry/row)的写入数据的正确性。然而，内容寻址存储器装置有可能支持写入屏蔽功能，写入屏蔽功能用于执行字节写入(byte write)操作以对储存在内容寻址存储器入口/行的写入数据进行局部更新(partially update)。由于奇偶数据通常在原始写入数据正被储存至内容寻址存储器入口/行时产生，因此使用基于原始写入数据而产生的奇偶数据来对局部更新的写入数据进行奇偶检验，可能无法达到检查实际储存在每一内容寻址存储器入口/行的写入数据正确性的目的。

【发明内容】

有鉴于此，本发明特提供以下技术方案：

本发明实施例提供一种数据管理方法，用于管理储存于内容寻址存储器装置中的数据，数据管理方法包含：执行局部写入操作，以使用局部写入数据来仅对储存于内容寻址存储器装置的入口的写入数据中的一部份进行覆写，并将更新后的写入数据储存于内容寻址存储器装置的入口；以及以第一值来对奇偶标志进行更新，以将对应于内容寻址存储器装置的入口的奇偶数据标示为无效。

本发明实施例另提供一种数据检查方法，用于检查储存于内容寻址存储器装置的数据，数据检查方法包含：读取有关于内容寻址存储器装置的入口的奇偶标志，其中奇偶标志被设定以标示对应于内容寻址存储器装置的入口的奇偶数据是有效或是无效；以及参照奇偶标志，选择性地根据对应于内容寻址存储器装置的入口的奇偶数据来对读取自内容寻址存储器装置的入口的写入数据执行奇偶检验。

本发明实施例另提供一种数据管理方法，用于管理储存于内容寻址存储器装置的数据，数据管理方法包含：执行局部写入操作，以使用局部写入数据来仅对储存于内容寻址存储器装置的入口的写入数据中的一部份进行覆写，并将更新后的写入数据储存于内容寻址存储器装置的入口；至少根据读取自内容寻址存储器装置的入口的写入数据来产生更新后的奇偶数据；以及以更新后的奇偶数据对原始奇偶数据进行覆写，其中原始奇偶数据根据写入至内容寻址存储器装置的入口的原始写入数据来产生。

本发明实施例另提供一种内容寻址存储器系统，包含内容寻址存储器装置、储存装置及奇偶标志控制器，内容寻址存储器装置用以执行局部写入操作，以使用局部写入数据来仅对储存于内容寻址存储器装置的入口的写入数据中的一部份进行覆写，并将更新后的写入数据储存于内容寻址存储器装置的入口；储存装置用以储存对应于内容寻址存储器装置的入口的奇偶数据的奇偶标志；奇偶标志控制器用于以第一值对奇偶标志进行更新，以将对应于内容寻址存储器装置的入口的奇偶数据标示为无效。

本发明实施例另提供一种内容寻址存储器系统，包含内容寻址存储器装置、储存装置及奇偶检验装置，内容寻址存储器装置将写入数据储存于内容寻址存储器装置的入口；储存装置储存奇偶数据及奇偶标志，其中奇偶标志被设定以标示对应于内容寻址存储器装置的入口的奇偶数据是有效或是无效；奇偶检验装置自储存装置读取奇偶标志，并参照奇偶标志，选择性地根据对应于内容寻址存储器装置的入口的奇偶数据来对读取自内容寻址存储器装置的入口的写入数据执行奇偶检验。

本发明实施例另提供一种内容寻址存储器系统，包含内容寻址存储器装置及奇偶计算器，内容寻址存储器装置用以执行局部写入操作，以使用局部写入数据来仅对储存于内容寻址存储器装置的入口的写入数据中的一部份进行覆写，并将更新后的写入数据储存于内容寻址存储器装置的入口；奇偶计算器用以至少根据读取自内容寻址存储器装置的入口的写入数据来产生更新后的奇偶数据，以及以更新后的奇偶数据对原始奇偶数据进行覆写，其中原始奇偶数据是奇偶计算器根据储存至内容寻址存储器装置的入口的原始写入数据产生。

以上的数据管理/检查方法及相关内容寻址存储器系统利用局部写入操作，提高成功检查内容寻址存储器入口写入数据的正确性。

【附图说明】

图1为本发明内容寻址存储器系统的第一实施例的方块示意图。

图2为依据本发明一个实施例的储存于储存装置中的旗标及奇偶数据的分布示意图。

图3A及图3B为本发明管理储存在内容寻址存储器装置中的数据的第一实施例的流程图。

图4是本发明内容寻址存储器系统的第二实施例的方块示意图。

图5为本发明管理储存在内容寻址存储器装置中的数据的第二实施例的流程图。

图6为本发明内容寻址存储器系统的第三实施例的方块示意图。

图7为本发明管理储存在内容寻址存储器装置中的数据的第三实施例的流程图。

图8为本发明内容寻址存储器系统的第四实施例的方块示意图。

图9A及图9B为本发明管理储存在内容寻址存储器装置中的数据的第四实施例的流程图。

【具体实施方式】

在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的组件。所属领域中的技术人员应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同样的组件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的基准。在通篇说明书及权利要求书当中所提及的「包含」是开放式的用语，故应解释成「包含但不限定于」。另外，「耦接」一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述第一装置耦接于第二装置，则代表第一装置可直接电气连接于第二装置，或透过其它装置或连接手段间接地电气连接至第二装置。

请参考图1，图1是本发明内容寻址存储器系统的第一实施例的方块示意图。内容寻址存储器系统100包含内容寻址存储器装置102、奇偶计算器(parity calculator)104（例如奇偶编码器）、奇偶标志控制器(parity flag controller)106、储存装置108（例如SRAM）以及奇偶检验单元(parity check unit)110。在本发明中，奇偶计算器、奇偶标志控制器及/或奇偶检验单元可以仅用硬件电路来加以实现，然而本发明并不限于此。内容寻址存储器装置102可用一般的内容寻址存储器结构来实现，因而会具有多个入口（亦即行）103_1、103_2、…、103_N，其中N的值可根据实际需求来设计。在输入搜寻数据被输入以进行数据比较之前，内容寻址存储器装置102接收并储存输入数据D_IN，例如查找表(look-uptable)的数据。具体而言，内容寻址存储器装置102接收原始写入数据D_W，并将原始写入数据D_W储存至位于指定地址的选定入口(selected entr_y)(例如103_1)。

在本实施例中，奇偶检验功能被采用以检查实际储存在内容寻址存储器装置102中的数据的正确性，因此，内容寻址存储器装置102另提供储存在其中的输出数据D_OUT。举例来说，读取自位于指定地址的选定入口（如103_1）的已储存写入数据D_R由内容寻址存储器装置102输出。若是位于指定地址的选定入口（如103_1）中没有任何故障/缺陷的内容寻址存储器单元存在，也没有执行额外的数据校正/更新，则读取自选定入口的写入数据D_R应与写入至选定入口的原始写入数据D_W相同。内容寻址存储器系统100的操作原理将详述如下，为了简洁之故，以下只描述有关于单一内容寻址记忆入口的单一写入数据的处理程序。

当原始写入数据D_W被输入时，内容寻址存储器装置102执行非局部写入(non-partial write)操作以根据指定地址将原始写入数据D_W储存至内容寻址存储器装置102中选定入口103_1。此外，奇偶计算器104依据内容寻址存储器装置102所接收到的原始写入数据D_W来产生原始奇偶数据P_W，并将原始奇偶数据P_W储存至储存装置108。奇偶标志控制器106以一逻辑值（例如0或1）设定一个储存在储存装置108中的奇偶标志PF，用以将原始奇偶数据P_W标示为有效（valid）。在一范例中，当奇偶标志PF被设定为1时，相关的奇偶数据会被指示为有效，而当奇偶标志PF被设定为0时，相关的奇偶数据则会被标示为无效(invalid)。在另一范例中，当奇偶标志PF被设定为0时，相关的奇偶数据会被标示为有效，而当奇偶标志PF被设定为1时，相关的奇偶数据则会被标示为无效。

在本实施例中，储存装置108可用一个或多个存储器芯片(memory chip)来实现，以储存内容寻址存储器装置102的每一入口的奇偶数据及相关的奇偶标志。此外，内容寻址存储器入口的奇偶数据及相关的奇偶标志的存储器地址可根据该内容寻址存储器入口的入口地址来决定。请参考图2，图2是依据本发明一实施例的储存于储存装置108中的奇偶标志及奇偶数据的分布示意图。假设内容寻址存储器装置102由三元内容寻址存储器（ternary CAM,TCAM）单元所组成，一内容寻址存储器入口的具有真实数据的单元（cellwith true data，简写为cell-T）奇偶数据及相关的cell-T奇偶标志皆被储存于相邻的存储器地址，以及一内容寻址存储器入口的具有补充数据的单元（cell with complementdata，简写为cell-C）奇偶数据及相关的cell-C奇偶标志皆被储存于相邻的存储器地址。然而，以上仅用以举例，并非用以限定本发明之范畴。

在本实施例中，内容寻址存储器装置102支持局部写入操作，例如写入屏蔽功能。因此，当写入屏蔽功能启动后，内容寻址存储器装置102覆写储存在内容寻址存储器入口中的写入数据的一部份，但储存在该内容寻址存储器入口中的写入数据的其余部份则维持不变，换言之，储存在内容寻址存储器入口中的写入数据会包含来自原始储存数据的比特位以及新储存数据的比特位。本发明利用奇偶标志以防止奇偶检验操作被错误地应用到内容寻址存储器入口所储存的局部更新数据。更进一步来说，当局部写入数据D_P被输入时，内容寻址存储器装置102执行局部写入操作以仅对储存在内容寻址存储器装置102之选定入口103_1中的一部份写入数据进行覆写，并据以将更新后的写入数据D_W’储存至选定入口103_1，其中局部写入数据D_P的数据长度短于原始写入数据D_W的数据长度。在没有故障/缺陷的内容寻址存储器单元存在于选定入口103_1的情况下，原始写入数据D_W会被储存至选定入口103_1，接着会被局部写入数据D_P所局部更新。因此，更新后的写入数据D_W’会具有来自原始写入数据D_W的一第一数据区段(data section)以及来自局部写入数据D_P的一第二数据区段。

此外，当检测到内容寻址存储器装置102执行局部写入操作时，奇偶标志控制器106以另一逻辑值（例如1或0）来更新储存在储存装置108中的奇偶标志PF，以标示出对应于内容寻址存储器装置102的选定入口103_1的奇偶数据为无效。在一较佳设计中，当局部写入操作被内容寻址存储器装置102执行时，奇偶计算器104并不会根据局部写入数据D_P计算新的奇偶数据P_P，也不会以新的奇偶数据P_P覆写原始奇偶数据P_W。在一设计变化中，奇偶计算器104可能会根据部份写入数据D_P计算新的奇偶数据P_P，并以新的奇偶数据P_P来覆写原始奇偶数据P_W。然而，不论原始奇偶数据P_W是保持不变或是被新的奇偶数据P_P所取代，对应于选定入口103_1的奇偶数据不应被用于检查储存于选定入口130_1中的局部更新写入数据的正确性，因此，可透过使用奇偶标志控制器106来更新奇偶标志PF以将对应于选定入口103_1的奇偶数据标示为无效。

关于奇偶检验单元110，其用以检验实际储存在内容寻址存储器装置102中的数据的正确性，因此，奇偶检验单元110会自内容寻址存储器装置102读取储存于选定入口130_1中的写入数据D_R。请注意，当入口130_1中不存在故障/缺陷的内容寻址存储器单元时，读取自内容寻址存储器装置102的写入数据D_R应该会相同于预期会储存于选定入口103_1的原始写入数据D_W(若没有执行局部写入操作)或局部更新后的数据D_W’(若有执行局部写入操作)。在本实施例中，奇偶检验单元110另读取对应于选定入口103_1的奇偶标志PF及奇偶数据P，其中读取自储存装置108的奇偶数据P是原始奇偶数据P_W（若没有执行局部写入操作，或者没有伴随局部写入操作而一并执行奇偶数据更新），或者是新的奇偶数据P_P（若有伴随局部写入操作而一并执行奇偶数据更新）。

如上所述，奇偶标志PF具有二个不同的逻辑值(如“1”及“0”)的其中一个逻辑值，其中若一个逻辑值（例如1）是用来将相关的奇偶数据P标示为有效时，则另一逻辑值（例如0）则是用来将相关的奇偶数据P标示为无效。奇偶检验单元110首先检查奇偶标志PF，以得知相关的奇偶数据是有效或是无效。在奇偶标志PF被奇偶标志控制器106设定以将相关的奇偶数据P标示为有效时，奇偶检验单元110会根据对应于选定入口103_1的奇偶数据P，对读取自选定入口130_1的写入数据D_R执行奇偶检验。当写入数据D_R通过奇偶检验时，即表示实际储存于入口103_1的数据完全相同于原始写入数据D_W；当写入数据D_R没有通过奇偶检验时，即表示实际储存于入口103_1的数据具有错误比特位。另外，在奇偶标志PF被奇偶标志控制器106设定以将相关的奇偶数据P标示为无效时，则奇偶检验单元110则会直接略过（skip）奇偶检验，也就是说，由于奇偶数据P被标示为无效，则不需要根据无效的奇偶数据P来对写入数据D_R执行奇偶检验。

请参考图3A及图3B，图3A及图3B是本发明管理储存在内容寻址存储器装置中的数据的第一实施例的流程图，其中图3A指示编码写入数据来产生奇偶数据的操作以及设定奇偶标志的操作，以及图3B指示执行奇偶检验的操作。若可获得实质上相同的结果，则这些步骤并不一定要遵照图3A与图3B所示的执行次序来执行。本发明图3A与图3B所示的方法可被图1所示的内容寻址存储器系统100所采用，并可简短归纳为下列步骤：

步骤300：开始；

步骤302：执行非局部写入操作以储存原始写入数据（例如cell-C写入数据或cell-T写入数据）至内容寻址存储器装置的选定入口；

步骤304：根据原始写入数据产生原始奇偶数据（例如cell-C奇偶数据或cell-T奇偶数据），并将原始奇偶数据储存至储存装置；

步骤306：将奇偶标志（例如cell-C奇偶标志或cell-T奇偶标志）设定为一值，以标示出原始奇偶数据是有效；

步骤308：检查写入屏蔽功能是否被启用来对储存于选定入口中的数据执行局部写入操作，若是，执行步骤310；若否，跳至步骤313；

步骤310：执行局部写入操作以使用局部写入数据来仅对储存于内容寻址存储器装置的选定入口的写入数据中的一部份进行覆写，且据以储存更新后的写入数据（例如被局部更新的写入数据）至内容寻址存储器装置的选定入口；

步骤312：以另一值设定奇偶标志，以将对应于内容寻址存储器装置的选定入口的奇偶数据标示为无效；

步骤313：结束。

步骤300_1：开始；

步骤314：自内容寻址存储器装置的选定入口读取写入数据；

步骤316：自储存装置读取对应于选定入口的奇偶标志及相关的奇偶数据；

步骤318：检查奇偶标志是否将相关的奇偶数据标示为有效，若是，执行步骤320；若否，跳至步骤322；

步骤320：根据读取自储存装置的相关的奇偶数据对读取自内容寻址存储器装置的选定入口的写入数据执行奇偶检验，接着跳至步骤324；

步骤322：略过奇偶检验；

步骤324：结束。

请注意，上述步骤不一定要遵照图3A与图3B所示的执行次序来执行，例如在一些实施例中，步骤308不一定要在步骤306之后执行，且步骤318不一定要在步骤316之后执行。由于本领域技术人员在阅读以上针对内容寻址存储器系统100的段落后应可轻易了解图3A及图3B中各步骤的操作，为简洁起见，于此便不再赘述。

在图1所示的实施例中，奇偶标志控制器106被用来设定奇偶标志，以将相关的奇偶数据标示为有效或无效，因此，奇偶检验单元110可参照奇偶标志以决定是否要执行奇偶检验。在一设计变化中，基于本发明所提出的修改后的奇偶数据更新设计，则奇偶标志控制器106可被省略。

请参考图4，图4是依据本发明内容寻址存储器系统的第二实施例的方块示意图。为了简洁之故，以下只描述对应于单一内容寻址存储器入口的单一写入数据的处理。内容寻址存储器系统400包含奇偶计算器404（例如奇偶编码器）、储存装置408（例如SRAM）、奇偶检验单元410以及前述内容寻址存储器装置102。当原始写入数据D_W被输入时，内容寻址存储器装置102执行非局部写入操作，以根据指定地址将原始写入数据D_W写入至内容寻址存储器装置102的选定入口（例如103_1）。此外，奇偶计算器404根据被内容寻址存储器装置102所接收的原始写入数据D_W来产生原始奇偶数据P_W，并将原始奇偶数据P_W储存至储存装置408。如上所述，内容寻址存储器装置102可支持局部写入操作（例如写入屏蔽功能），因此，局部写入数据D_P可被输入以更新储存于内容寻址存储器入口中的一部份写入数据。

在本实施例中，当检测到写入屏蔽功能即将要被内容寻址存储器装置102启用时，奇偶计算器404会运行来产生更新后的奇偶数据P_W’，也就是说，奇偶数据更新操作是在内容寻址存储器装置102执行局部写入操作(其使用局部写入数据D_R’而仅对储存于选定入口103_1的写入数据中的一部份进行覆写)之前执行。更具体而言，奇偶计算器404自内容寻址存储器装置102的选定入口130_1读取写入数据D_R’，若在选定入口103_1中没有存在故障/缺陷的内容寻址存储器单元，则写入数据D_R’应相同于写入选定入口103_1的原始写入数据D_W，接着，奇偶计算器404参照写入屏蔽信息（write mask information）以得知局部写入数据D_P应该是要被施加到哪些比特位位置(bit position)，因此，奇偶计算器404便据此而仅对读取自选定入口103_1的写入数据D_R’中的一部份进行更新，以产生更新后的写入数据D_W’。请注意，若在选定入口103_1中没有存在故障/缺陷的内容寻址存储器单元，则奇偶计算器404所产生的更新后的写入数据D_W’应相同于预期会透过局部写入操作而储存于选定入口103_1的局部更新后的写入数据。在得到更新后的写入数据D_W’之后，奇偶计算器404会为更新后的写入数据D_W’计算出更新后的奇偶数据P_W’，并将更新后的奇偶数据P_W’储存于储存装置408以覆写原始奇偶数据P_W。

在原始奇偶数据P_W被更新后的奇偶数据P_W’透过奇偶计算器404取代以后，内容寻址存储器装置102便会开始执行局部写入操作以仅对储存在选定入口130_1中的写入数据的一部份进行覆写，并据以将更新后的写入数据D_W’储存于选定入口130_1。

根据本发明所揭示的奇偶数据更新设计，若储存在选定入口130_1的数据没有经历过局部写入操作，则读取自储存装置408的相对应奇偶数据P会是原始奇偶数据P_W。此外，若储存在选定入口130_1的数据有经历过局部写入操作，则读取自储存装置408的相对应奇偶数据P则会是更新后的奇偶数据P_W’。

奇偶检验单元410负责检验实际储存在内容寻址存储器装置102中的数据的正确性，因此，奇偶检验单元410会自内容寻址存储器装置102读取储存于选定入口130_1中的写入数据D_R。请注意，当入口130_1中不存在故障/缺陷的内容寻址存储器单元时，读取自内容寻址存储器装置102的写入数据D_R应该会相同于预期会储存于选定入口103_1的原始写入数据D_W(若没有执行局部写入操作)或是局部更新后的数据D_W’(若有执行局部写入操作)。在本实施例中，奇偶检验单元410另读取对应于选定入口103_1的奇偶数据P，接着，奇偶检验单元410便根据对应于选定入口103_1的奇偶数据P来对读取自选定入口103_1的写入数据D_R执行奇偶检验。当写入数据D_R通过奇偶检验时，即表示实际储存于选定入口103_1的数据完全相同于原始写入数据D_W（若没有执行局部写入操作）或是局部更新后的写入数据D_W’（若有执行局部写入操作）。当写入数据D_R未通过奇偶检验时，此即表示实际储存在入口130_1中的数据具有错误比特位。

请参考图5，图5是本发明管理储存在内容寻址存储器装置中的数据的第二实施例的流程图。假如可获得实质上相同的结果，则这些步骤并不一定要遵照图5所示的执行次序来执行。图5的方法可被图4所示的内容寻址存储器系统400所采用，并可简短归纳为下列步骤：

步骤500：开始；

步骤502：执行非局部写入操作以储存原始写入数据（例如cell-C写入数据或cell-T写入数据）至内容寻址存储器装置的选定入口；

步骤504：根据原始写入数据产生原始奇偶数据（例如cell-C奇偶数据或cell-T奇偶数据），并将原始奇偶数据储存至储存装置；

步骤506：检查写入屏蔽功能是否被启用来对储存于选定入口中的数据执行局部写入操作，若是，执行步骤508；若否，跳至步骤517；

步骤508：自内容寻址存储器装置的选定入口读取写入数据；

步骤510：通过以局部写入数据对读取自内容寻址存储器装置的选定入口的写入数据进行局部更新，来取得更新后的写入数据；

步骤512：针对所取得的更新后的写入数据来计算更新后的奇偶数据；

步骤514：以更新后的奇偶数据覆写原始奇偶数据；

步骤516：执行局部写入操作以使用局部写入数据来仅对储存在内容寻址存储器装置的选定入口的写入数据中的一部份进行覆写，并据以将更新后的写入数据（例如被局部更新的写入数据）储存至内容寻址存储器装置的选定入口；

步骤517：检查是否现在需要执行奇偶检验，若是，执行步骤518；若否，跳回至步骤506；

步骤518：自内容寻址存储器装置的选定入口读取写入数据；

步骤520：自储存装置读取对应于内容寻址存储器装置的选定入口的相关的奇偶数据；

步骤522：根据读取自储存装置的相关的奇偶数据来对读取自内容寻址存储器装置的选定入口的写入数据执行奇偶检验；

步骤524：结束。

由于本领域技术人员在阅读以上针对内容寻址存储器系统400的段落后应可轻易了解图5及各步骤的操作，为简洁起见，于此便不再赘述。

在图4所示的实施例中，奇偶计算器404被设定以在内容寻址存储器装置102根据接收到的局部写入数据D_P执行局部写入操作之前，先产生更新后的奇偶数据。在一设计变化中，奇偶计算器可被设定以在内容寻址存储器装置根据接收到的局部写入数据执行局部写入操作之后才产生更新后的奇偶数据，同样可达到正确产生奇偶检验功能所需的更新后的奇偶数据的目的。

请参考图6，图6是本发明内容寻址存储器系统的第三实施例的方块示意图。为了简洁起见，以下只叙述对应于单一内容寻址存储器入口的单一写入数据的处理。内容寻址存储器系统600包含奇偶计算器604（例如奇偶编码器）、前述储存装置408、前述奇偶检验单元410以及前述内容寻址存储器装置102。当原始写入数据D_W被输入时，内容寻址存储器装置102执行非局部写入操作以根据指定地址将原始写入数据D_W写入至内容寻址存储器装置102的选定入口（例如103_1）。此外，奇偶计算器604根据被内容寻址存储器装置102所接收的原始写入数据D_W来产生原始奇偶数据P_W，并将原始奇偶数据P_W储存至储存装置408。若在入口103_1中没有存在故障/缺陷的内容寻址存储器单元，则实际储存在选定入口103_1的写入数据应该相同于原始写入数据D_W。

当局部写入数据D_P被输入时，内容寻址存储器装置102启用写入屏蔽功能以执行局部写入操作，来使用局部写入数据D_P仅对储存在选定入口130_1的写入数据中的一部份进行覆写，并据以将更新后的写入数据D_W’储存于选定入口103_1。在内容寻址存储器装置102完成局部写入操作之后，奇偶计算器604会运行以产生更新后的奇偶数据P_W’。更具体来说，奇偶计算器604是在完成局部写入操作之后，才自选定入口103_1读取写入数据D_R’，若在选定入口103_1中没有存在故障/缺陷的内容寻址存储器单元，则写入数据D_R’应相同于预期会储存在选定入口103_1的更新后的写入数据D_W’。接着，奇偶计算器604会为读取自选定入口103_1的写入数据D_R’计算更新后的奇偶数据P_W’，并将更新后的奇偶数据P_W’储存至储存装置408以覆写原始奇偶数据P_W。

根据本发明所揭示的奇偶数据更新设计，若储存在内容寻址存储器装置102的选定入口130_1的数据没有经历局部写入操作，则读取自储存装置408的相对应奇偶数据P会是原始奇偶数据P_W；此外，若储存在选定入口130_1的数据有经历局部写入操作，则读取自储存装置408的相对应奇偶数据P则会是更新后的奇偶数据P_W’。

关于奇偶检验单元410，其用来根据内容寻址存储器装置102的选定入口130_1所对应的奇偶数据P，来对读取自内容寻址存储器装置102的选定入口130_1的写入数据D_R进行奇偶检验。由于更新后的奇偶数据P_W’对于奇偶检验单元410仍为可得，因此局部更新后的写入数据的奇偶检验操作可正常运行。

请参考图7，图7是本发明管理储存在内容寻址存储器装置中的数据的第三实施例的流程图。假设可获得实质上相同的结果，则这些步骤并不一定要遵照图7所示的执行次序来执行。图7的方法可被图6所示的内容寻址存储器系统600所采用，并可简短归纳为下列步骤：

步骤700：开始；

步骤702：执行非局部写入操作以储存原始写入数据（例如cell-C写入数据或cell-T写入数据）至内容寻址存储器装置的选定入口；

步骤704：根据原始写入数据产生原始奇偶数据（例如cell-C奇偶数据或cell-T奇偶数据），并将原始奇偶数据储存至储存装置；

步骤706：检查写入屏蔽功能是否被启用来对储存于内容寻址存储器装置选定入口中的数据执行局部写入操作，若是，执行步骤708；若否，跳至

步骤715；

步骤708：执行局部写入操作以使用局部写入数据来仅对储存在内容寻址存储器装置的选定入口的写入数据中的一部份进行覆写，并据以将更新后的写入数据（例如被局部更新的写入数据）储存至内容寻址存储器装置的选定入口；

步骤710：自内容寻址存储器装置的选定入口读取写入数据；

步骤712：针对读取自内容寻址存储器装置的选定入口的写入数据来计算更新后的奇偶数据；

步骤714：以更新后的奇偶数据覆写原始奇偶数据；

步骤715：检查是否现在需要执行奇偶检验，若是，执行步骤716；若否，跳回至步骤706；

步骤716：自内容寻址存储器装置的选定入口读取写入数据；

步骤718：自储存装置读取对应于内容寻址存储器装置的选定入口的相关奇偶数据；

步骤720：根据读取自储存装置的相关奇偶数据来对读取自内容寻址存储器装置的选定入口的写入数据执行奇偶检验；

步骤722：结束。

由于本领域技术人员在阅读以上针对内容寻址存储器系统600的段落后应可轻易了解图7及各步骤的操作，为简洁起见，于此便不再赘述。

在图4及图6所示的上述实施例中，在执行局部写入操作之后就会立即地执行奇偶数据更新，或是在执行奇偶数据更新之后就会立即地执行局部写入操作。由于奇偶数据更新必须自内容寻址存储器装置读取写入数据以便计算更新后的奇偶数据，内容寻址存储器装置的可用带宽因而会被缩减，将影响到内容寻址存储器装置的正常操作并导致内容寻址存储器装置的效能降低。为解决这一问题，本发明提出一种混和式(hybrid)的设计，其包含奇偶标志更新以及奇偶数据更新。

请参考图8，图8是本发明内容寻址存储器系统的第四实施例的方块示意图。为了简洁之故，以下只描述对应于单一内容寻址存储器入口的单一写入数据的处理。内容寻址存储器系统800包含奇偶计算器804（例如奇偶编码器）、奇偶标志控制器806、前述储存装置108、前述奇偶检验单元110以及前述内容寻址存储器装置102。当原始写入数据D_W被输入时，内容寻址存储器装置102执行非局部写入操作以根据指定地址将原始写入数据D_W写入至内容寻址存储器装置102的选定入口（例如103_1）。此外，奇偶计算器804根据被内容寻址存储器装置102所接收的原始写入数据D_W产生原始奇偶数据P_W，并将原始奇偶数据P_W储存至储存装置108。奇偶标志控制器806以一逻辑值（例如0或1）设定一个储存在储存装置108中的奇偶标志PF，用以将原始奇偶数据P_W标示为有效。在一范例中，当奇偶标志PF被设定为1时，相关的奇偶数据会被标示为有效，而当奇偶标志PF被设定为0时，相关的奇偶数据则会被标示为无效。在另一范例中，当奇偶标志PF被设定为0时，相关的奇偶数据会被标示为有效，而当奇偶标志PF被设定为1时，相关的奇偶数据则会被标示为无效。

如前所述，内容寻址存储器装置102支持局部写入操作，例如是写入屏蔽功能。因此，当局部写数据D_P被输入时，内容寻址存储器装置102会执行局部写入操作，以使用局部写入数据D_P来仅对储存于选定入口103_1的写入数据中的一部份进行覆写，并据以将更新后的写入数据D_W’储存于选定入口103_1。此外，当检测到内容寻址存储器装置102执行局部写入操作时，奇偶标志控制器806透过以另一逻辑值（例如1或0）来更新储存在储存装置108中的奇偶标志PF，以标示出对应于内容寻址存储器装置102的选定入口103_1的奇偶数据为无效。

在本实施例中，在内容寻址存储器装置102完成局部写入操作之后，奇偶计算器804另会检查预定条件是否满足，并参照检查结果以确认奇偶数据更新是否被允许执行。举例来说(但本发明并不以此为限)，当内容寻址存储器装置102的可用带宽达到预定临界值，则会满足该预定条件。因此，当判断该预定条件已满足时，则内容寻址存储器装置102便可被视为具有足够的可用带宽来进行正常操作以及奇偶数据更新，在此时，奇偶计算器804会运行以产生更新后的奇偶数据P_W’。更具体而言，奇偶计算器804自选定入口103_1读取写入数据D_R’，若在选定入口103_1中没有存在故障/缺陷的内容寻址存储器单元，则写入数据D_R’应相同于预期会储存在选定入口103_1的更新后的写入数据D_W’。接着，奇偶计算器804会针对读取自选定入口130_1的写入数据D_R’来计算更新后的奇偶数据P_W’，并将更新后的奇偶数据P_W’储存至储存装置108以覆写原始奇偶数据P_W。请注意，更新后的奇偶数据P_W’根据透过局部写入操作而储存于选定入口103_1的更新后的写入数据D_W’来产生。奇偶标志控制器806因此会以另一逻辑值（例如1或0）来更新奇偶标志PF，以将更新后的奇偶数据P_W’标示为有效。

根据本发明所揭示的奇偶数据更新设计，若储存在内容寻址存储器装置102的选定入口130_1的数据没有经历局部写入操作，则读取自储存装置108的相对应奇偶数据P会是原始奇偶数据P_W；若储存在选定入口130_1的数据有经历局部写入操作但该预定条件尚未满足，则读取自储存装置108的相对应奇偶数据P仍会是原始奇偶数据P_W；又，若储存在选定入口130_1的数据有经历局部写入操作且该预定条件已满足，则读取自储存装置108的相对应奇偶数据P将会是更新后的奇偶数据P_W’。

奇偶检验单元110会自内容寻址存储器装置102读取储存于选定入口130_1中的写入数据D_R。请注意，当入口130_1中不存在故障/缺陷的内容寻址存储器单元时，读取自内容寻址存储器装置102的写入数据D_R应该会相同于预期会储存于选定入口103_1的原始写入数据D_W(若没有执行写入操作)或是局部更新后的写入数据D_W’(若有执行局部写入操作)。在本实施例中，奇偶检验单元110另读取对应于选定入口103_1的奇偶标志PF及奇偶数据P，如上所述，奇偶检验单元110参照奇偶标志PF以决定奇偶检验是否应该要被执行。请注意。当局部写入操作被执行时，奇偶标志PF被设定为一逻辑值(例如0)以将奇偶数据标示为无效，此外，直到该预定条件在完成局部写入操作之后被满足时，该逻辑值才会被更新为另一逻辑值（例如1）以将奇偶数据标示为有效。虽然受限于内容寻址存储器装置102的带宽，奇偶数据的更新可能会有所延迟，但奇偶标志PF可防止奇偶检验单元110错误地根据无效的奇偶数据来执行奇偶检验。

请参考图9A及图9B，图9A及图9B是本发明管理储存在内容寻址存储器装置中的数据的第四实施例的流程图，其中图9A揭示对写入数据进行编码以产生奇偶数据的操作、设定奇偶标志的操作以及更新奇偶标志的操作，而图9B揭示执行奇偶检验的操作。若可获得实质上相同的结果，则这些步骤并不一定要遵照图9A及图9B所示的执行次序来执行。本发明图9A及图9B的方法可被图8所示的内容寻址存储器系统800所采用，并可简短归纳为下列步骤：

步骤900：开始；

步骤902：执行非局部写入操作以储存原始写入数据（例如cell-C写入数据或cell-T写入数据）至内容寻址存储器装置的选定入口；

步骤904：根据原始写入数据产生原始奇偶数据（例如cell-C奇偶数据或cell-T奇偶数据），并将原始奇偶数据储存至储存装置；

步骤906：将奇偶标志（例如cell-C奇偶标志或cell-T奇偶标志）设定为一值，以将原始奇偶数据标示为有效；

步骤908：检查写入屏蔽功能是否被启用来对储存于内容寻址存储器装置的选定入口中的数据执行局部写入操作，若是，执行步骤910；若否，跳至步骤924；

步骤910：执行局部写入操作以使用局部写入数据来仅对储存在内容寻址存储器装置的选定入口的写入数据中的一部份进行覆写，并据以将更新后的写入数据（例如被局部更新的写入数据）储存于内容寻址存储器装置的选定入口；

步骤912：以另一值更新奇偶标志以将对应于内容寻址存储器装置的选定入口的奇偶数据标示为无效；

步骤914：检查是否满足预定条件，若是，执行步骤916；若否，跳回至步骤914；

步骤916：自内容寻址存储器装置的选定入口读取写入数据；

步骤918：针对读取自内容寻址存储器装置的选定入口的写入数据来计算更新后的奇偶数据；

步骤920：以更新后的奇偶数据覆写原始奇偶数据；

步骤922：以一值更新奇偶标志以将对应于内容寻址存储器装置的选定入口的奇偶数据标示为有效；

步骤924：结束。

步骤900_1：开始；

步骤926：自内容寻址存储器装置的选定入口读取写入数据；

步骤928：自储存装置读取对应于内容寻址存储器装置的选定入口的奇偶标志及相关的奇偶数据；

步骤930：检查奇偶标志是否将相关的奇偶数据标示为有效，若是，执行步骤932；若否，跳至步骤934；

步骤932：根据读取自储存装置的相关奇偶数据对读取自内容寻址存储器装置的选定入口的写入数据执行奇偶检验，接着跳至步骤936；

步骤934：略过奇偶检验；

步骤936：结束。

请注意，上述步骤不一定要遵照图9A及图9B所示的执行次序来执行，例如步骤908不一定要接续在步骤906之后执行，且步骤930不一定要接续在步骤928之后执行。由于本领域技术人员在阅读以上针对内容寻址存储器系统800的段落后应可轻易了解图9A及图9B及各步骤的操作，为简洁起见，于此便不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，本领域相关的技术人员依据本发明的精神所做的等效变化与修改，都应当涵盖在权利要求书内。

Claims (14)

1.一种数据管理方法，用于管理储存于内容寻址存储器装置中的数据，所述数据管理方法包含：

执行局部写入操作，以使用局部写入数据来仅对储存于所述内容寻址存储器装置的入口的写入数据中的一部份进行覆写，并将更新后的写入数据储存于所述内容寻址存储器装置的所述入口；以及

以第一值来对奇偶标志进行更新，以将对应于所述内容寻址存储器装置的所述入口的奇偶数据标示为无效。

2.根据权利要求1所述的数据管理方法，其特征在于，另包含：

执行非局部写入操作以将原始写入数据储存于所述内容寻址存储器装置的所述入口；

根据所述原始写入数据产生原始奇偶数据；

储存所述原始奇偶数据以作为对应于所述内容寻址存储器装置的所述入口的所述奇偶数据；以及

以第二值来设定所述奇偶标志，以将所述原始奇偶数据标示为有效。

3.根据权利要求1所述的数据管理方法，其特征在于，另包含：

根据储存于所述内容寻址存储器装置的所述入口的所述更新后的写入数据，来产生更新后的奇偶数据；

以所述更新后的奇偶数据覆写对应于所述内容寻址存储器装置的所述入口的所述奇偶数据；以及

以第二值来更新所述奇偶标志，以将所述更新后的奇偶数据标示为有效。

4.根据权利要求3所述的数据管理方法，其特征在于，另包含：

检查是否满足预定条件；

其中产生所述更新后的奇偶数据的步骤在满足所述预定条件时才会执行。

5.根据权利要求4所述的数据管理方法，其特征在于，所述内容寻址存储器装置的可用带宽达到预定临界值时，满足所述预定条件。

6.一种数据检查方法，用于检查储存于内容寻址存储器装置的数据，所述数据检查方法包含：

读取有关于所述内容寻址存储器装置的入口的奇偶标志，其中所述奇偶标志被设定以标示对应于所述内容寻址存储器装置的所述入口的奇偶数据是有效或是无效；以及

参照所述奇偶标志，选择性地根据对应于所述内容寻址存储器装置的所述入口的奇偶数据来对读取自所述内容寻址存储器装置的所述入口的写入数据执行奇偶检验。

7.根据权利要求6所述的数据检查方法，其特征在于，选择性地对读取自所述内容寻址存储器装置的所述入口的写入数据执行奇偶检验的步骤包含：

当所述奇偶标志具有第一值时，执行所述奇偶检验，其中所述第一值将对应于所述内容寻址存储器装置的所述入口的所述奇偶数据标示为有效的；以及

当所述奇偶标志具有第二值时，略过所述奇偶检验，其中所述第二值将对应于所述内容寻址存储器装置的所述入口的所述奇偶数据标示为无效的。

8.一种内容寻址存储器系统，包含：

内容寻址存储器装置，用以执行局部写入操作，以使用局部写入数据来仅对储存于所述内容寻址存储器装置的入口的写入数据中的一部份进行覆写，并将更新后的写入数据储存于所述内容寻址存储器装置的所述入口；

储存装置，用以储存对应于所述内容寻址存储器装置的所述入口的奇偶数据的奇偶标志；以及

奇偶标志控制器，用于以第一值对所述奇偶标志进行更新，以将对应于所述内容寻址存储器装置的所述入口的所述奇偶数据标示为无效。

9.根据权利要求8所述的内容寻址存储器系统，其特征在于，所述内容寻址存储器装置另用以执行非局部写入操作以将原始写入数据储存于所述内容寻址存储器装置的所述入口；所述内容寻址存储器系统另包含：

奇偶计算器，用以根据所述原始写入数据产生原始奇偶数据，以及将所述原始奇偶数据储存于所述储存装置中，以作为对应于所述内容寻址存储器装置的所述入口的所述奇偶数据；以及所述奇偶标志控制器另用以使用第二值来设定所述奇偶标志以将所述原始奇偶数据标示为有效。

10.根据权利要求8所述的内容寻址存储器系统，其特征在于，另包含：

奇偶计算器，用以根据储存于所述内容寻址存储器装置的所述入口的所述更新后的写入数据来产生更新后的奇偶数据，并以所述更新后的奇偶数据覆写对应于所述内容寻址存储器装置的所述入口的所述奇偶数据；

其中所述奇偶标志控制器另用以使用第二值来更新所述奇偶标志以将所述更新后的奇偶数据标示为有效。

11.根据权利要求10所述的内容寻址存储器系统，其特征在于，所述奇偶计算器另用以检查是否满足预定条件；以及所述更新后的奇偶数据在满足所述预定条件时才会被所述奇偶计算器所产生。

12.根据权利要求11所述的内容寻址存储器系统，其特征在于，所述内容寻址存储器装置的可用带宽达到预定临界值时，满足所述预定条件。

13.一种内容寻址存储器系统，包含：

内容寻址存储器装置，将写入数据储存于所述内容寻址存储器装置的入口；

储存装置，用以储存奇偶数据及奇偶标志，其中所述奇偶标志被设定以标示对应于所述内容寻址存储器装置的所述入口的所述奇偶数据是有效或是无效；以及

奇偶检验装置，用以自所述储存装置读取所述奇偶标志，并参照所述奇偶标志，选择性地根据对应于所述内容寻址存储器装置的所述入口的所述奇偶数据来对读取自所述内容寻址存储器装置的所述入口的所述写入数据执行奇偶检验。

14.根据权利要求13所述的内容寻址存储器系统，其特征在于，当所述奇偶标志具有第一值时，所述奇偶检验装置执行所述奇偶检验，其中所述第一值将对应于所述内容寻址存储器装置的所述入口的所述奇偶数据标示为有效；以及当所述奇偶标志具有第二值时，所述奇偶检验单元则略过所述奇偶检验，其中所述第二值将对应于所述内容寻址存储器装置的所述入口的所述奇偶数据标示为无效。