CN106205687A - 存储器及其搜索控制电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种存储器及其搜索控制电路，包括块有效判断装置和搜索线驱动装置，块有效判断装置用于连接存储器的搜索块每个行中的有效位单元，搜索线驱动装置连接块有效判断装置，还用于连接存储器的搜索线以及与搜索线对应的存储器单元。通过块有效判断装置检测有效位单元输出电平的状态来判断对应行是否有效，当所有行均无效时说明搜索块不参与搜索，将搜索线驱动装置关断从而关闭搜索块的所有搜索线。即使搜索线有输送搜索时钟信号也会被搜索线驱动装置挡住，搜索块所有的搜索线不会翻转，搜索块内线电容和结电容就不会冲放电，从而达到降低存储器功耗的目的。
Description
技术领域
本发明涉及存储器技术领域，特别是涉及一种存储器及其搜索控制电路。
背景技术
TCAM(ternary content addressable memory)是一种三态内容可寻址存储器，主要用于网络路由芯片的ACL(Access Control List，访问控制列表)查找。TCAM可以比较逻辑“1”和逻辑“0”外还可以有一种状态是“don’t care”不比较，因此称之为三态比较。
传统的TCAM在搜索的时候，全局搜索线从端口送进来到每个TCAM块的中间，整个TCAM所有的搜索线都会翻转起来，大量的线电容和晶体管的都会充放电。由于在搜索的时候所有的搜索线同时翻转造成了非常大的功耗，传统的TCAM存在功耗大的缺点。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种可降低存储器功耗的存储器及其搜索控制电路。
一种存储器的搜索控制电路，包括块有效判断装置和搜索线驱动装置，所述块有效判断装置用于连接存储器的搜索块中每个行中的有效位单元，所述搜索线驱动装置连接所述块有效判断装置，还用于连接存储器的搜索线以及与所述搜索线对应的存储器单元，
所述块有效判断装置接收所述有效位单元输送的信号并判断对应行是否有效，在所述搜索块中所有行均无效时输出第一类型电平至所述搜索线驱动装置，在所述搜索块中至少有一个行有效时输出第二类型电平至所述搜索线驱动装置；
所述搜索线驱动装置在接收到所述块有效判断装置输出的第一类型电平时关断；以及在接收到所述块有效判断装置输出的第二类型电平时导通，将所述搜索线接入的电平信号输入至所述搜索线对应的存储器单元。
一种存储器，包括搜索块、搜索线和上述搜索控制电路，所述块有效判断装置连接所述搜索块中每个行中的有效位单元，所述搜索线驱动装置连接存储器的搜索线以及与所述搜索线对应的存储器单元。
上述存储器及其搜索控制电路，块有效判断装置在搜索块中所有行均无效时，输出第一类型电平至搜索线驱动装置，搜索线驱动装置在接收到块有效判断装置输出的第一类型电平时关断。块有效判断装置在搜索块中至少有一个行有效时，输出第二类型电平至搜索线驱动装置，搜索线驱动装置在接收到块有效判断装置输出的第二类型电平时导通，将搜索线接入的电平信号输入至搜索线对应的存储器单元。通过块有效判断装置检测有效位单元输出电平的状态来判断对应行是否有效，当所有行均无效时说明搜索块不参与搜索，将搜索线驱动装置关断从而关闭搜索块的所有搜索线。即使搜索线有输送搜索时钟信号也会被搜索线驱动装置挡住，搜索块所有的搜索线不会翻转，搜索块内线电容和结电容就不会冲放电，从而达到降低存储器功耗的目的。
附图说明
图1为一实施例中存储器的搜索控制电路的原理示意图；
图2为一实施例中块有效判断电路的原理示意图。
具体实施方式
在一个实施例中，一种存储器的搜索控制电路，适用于TCAM等存储器。如图1所示，该电路包括块有效判断装置110和搜索线驱动装置120，块有效判断装置110用于连接存储器的搜索块200中每个行中的有效位单元210，搜索线驱动装置120连接块有效判断装置110，还用于连接存储器的搜索线sl以及与搜索线sl对应的存储器单元220。
块有效判断装置110接收有效位单元210输送的信号并判断对应行是否有效，在搜索块200中所有行均无效时输出第一类型电平至搜索线驱动装置120，在搜索块200中至少有一个行有效时，输出第二类型电平至搜索线驱动装置120。
判断对应行是否有效的方式并不唯一，本实施例中，当有效位单元输送的信号为高电平时对应行无效；当有效位单元输送的信号为低电平时对应行有效。此外，本实施例中，第一类型电平为低电平，第二类型电平为高电平，可以理解，在其他实施例中，也可以是第一类型电平为高电平，第二类型电平为低电平。
搜索线驱动装置120在接收到块有效判断装置110输出的第一类型电平时关断；以及在接收到块有效判断装置110输出的第二类型电平时导通，将搜索线sl接入的电平信号输入至搜索线sl对应的存储器单元。
具体地，存储器的搜索块200包括多个行，每个行由存储器单元220和有效位单元210构成。以“0”表示低电平，“1”表示高电平为例，有效位单元210的q端跟匹配线进行或逻辑处理，如果q＝0，表示匹配线的值可以送出去，如果q＝1，就直接把或门关闭，表示这个行无效。将所有行的有效位单元210的q端信号输送至块有效判断装置110，只要搜索块200中大于或等于一个行有效即当有一个或多个q＝0时，块有效判断装置110输出的信号block_en＝“1”，否则信号block_en＝“0”。信号block_en被送到搜索线驱动装置120，跟搜索块200所有的搜索线sl进行逻辑处理。如果信号block_en＝“1”，那么所有的搜索线sl就会被搜索时钟信号采样，从而驱动存储器局部的搜索线；如果信号block_en＝“0”，那么即使搜索线sl有搜索时钟信号输送过来，全局的搜索线被挡住，所有的局部搜索线就不会翻转，从而达到省功耗的目的。
通过搜索控制电路使得不用的搜索块的搜索线不翻转，这样这部分的线电容和结电容就不会冲放电，从而节省了这部分功耗的支出。假设一个8192x320的搜索阵列，每个子阵列为128x320，那么就会有64个子整列。只要能够知道哪些子阵列块是不参与搜索的就可以把它关掉。如果有1个不参与就关掉1个，就相当于省出了1/64的功耗。如果一半不参与搜索那么就会关掉32个子阵列，省出了一半的功耗。
上述存储器的搜索控制电路，通过块有效判断装置110检测有效位单元210输出电平的状态来判断对应行是否有效，当所有行均无效时说明搜索块200不参与搜索，将搜索线驱动装置120关断，关闭这个搜索块200的所有搜索线sl。即使搜索线sl有输送搜索时钟信号也会被搜索线驱动装置120挡住，搜索块200所有的搜索线sl不会翻转，搜索块200内线电容和结电容就不会冲放电，从而达到降低存储器功耗的目的。
在一个实施例中，继续参照图1，块有效判断装置110包括第一反相器112和块有效判断电路114，第一反相器112的数量与有效位单元210的数量相同。各第一反相器112的输入端对应连接一有效位单元210，各第一反相器112的输出端均连接块有效判断电路114，块有效判断电路114连接搜索线驱动装置120。
有效位单元210的q端输出的信号经对应的第一反相器112反相后发送至块有效判断电路114，块有效判断电路114在接收到的信号中至少有一个为高电平时，输出高电平至搜索线驱动装置120；以及在接收到的信号均为低电平时输出低电平至搜索线驱动装置120。
进一步地，在一个实施例中，如图2所示，块有效判断电路112包括判断开关管、第一开关管P0、第二开关管P1、第二反相器I1和第三反相器I2，判断开关管的数量与第一反相器112的数量相同，判断开关管具体包括开关管M0、开关管M1、开关管M2、…、开关管Mn。
各判断开关管的控制端分别连接对应第一反相器112的输出端，各判断开关管的输入端均连接第二反相器I1的输入端，各判断开关管的输出端均接地，第二反相器I1的输出端连接搜索线驱动装置120。第一开关管P0和第二开关管P1的输入端均用于接入外部电源，且输出端均连接第二反相器I1的输入端，第一开关管P0的控制端用于接收控制信号，第三反相器I2的输入端连接第二开关管P1的输出端，第三反相器I2的输出端连接第二开关管P1的控制端。判断开关管、第一开关管P0和第二开关管P1的具体类型并不唯一，本实施例中，至少一个判断开关管为N沟道MOS管，栅极作为控制端，漏极作为输入端，源极作为输出端。第一开关管P0为P沟道MOS管，栅极作为控制端，源极作为输入端，漏极作为输出端。第二开关管P1同样可为P沟道MOS管，栅极作为控制端，源极作为输入端，漏极作为输出端。
第一开关管P0在其控制端接收的控制信号为低电平时导通，接入外部电源，输出高电平至第三反相器I2的输入端，第三反相器I2输出低电平至第二开关管P1的控制端使第二开关管P1导通，从而通过第二开关管P1持续接入外部电源。
本实施例中块有效判断电路112使用了动态线或逻辑，同样以“0”表示低电平，“1”表示高电平。当开关管M0、开关管M1、…、开关管Mn当中有一个的控制端电平为“1”的时候信号block_en＝1，这时表示搜索块200参与搜索。当开关管M0、开关管M1、…、开关管Mn的控制端电平全部为“0”时信号block_en＝0，这时表示搜索块200不参与搜索，关闭搜索块200的所有搜索线sl。
在一个实施例中，如图1所示，搜索线驱动装置120包括与门器件122，与门器件122的数量与搜索线sl的数量相同，各与门器件122的第一输入端均连接块有效判断装置110，具体连接第二反相器I1的输出端；各与门器件122的第二输入端分别连接对应一搜索线sl，各与门器件122的输出端分别连接对应的存储器单元220。
与门器件122在块有效判断装置110输送的信号block_en＝0时输出低电平，即使搜索线sl有搜索时钟信号过来，全局的搜索线sl被与门器件122挡住，所有的局部搜索线就不会翻转。若块有效判断装置110输送的信号block_en＝1，与门器件122在搜索时钟信号为高电平时输出高电平至对应的存储器单元220，在搜索时钟信号为低电平时输出低电平至对应的存储器单元220。
可以理解，搜索线驱动装置120的结构并不是唯一的，只要满足接收到第一类型电平时关断，接收到第二类型电平时导通接入搜索时钟信号即可。
在一个实施例中，一种存储器，包括搜索块、搜索线和上述搜索控制电路，块有效判断装置连接搜索块中每个行中的有效位单元，搜索线驱动装置连接存储器的搜索线以及与搜索线对应的存储器单元。搜索块的数量可以是一个或多个，块有效判断装置和搜索线驱动装置的数量与搜索块的数量相同。
上述存储器，通过块有效判断装置检测有效位单元输出电平的状态来判断对应行是否有效，当所有行均无效时说明搜索块不参与搜索，将搜索线驱动装置关断从而关闭搜索块的所有搜索线。即使搜索线有输送搜索时钟信号也会被搜索线驱动装置挡住，搜索块所有的搜索线不会翻转，搜索块内线电容和结电容就不会冲放电，从而达到降低存储器功耗的目的。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种存储器的搜索控制电路，其特征在于，包括块有效判断装置和搜索线驱动装置，所述块有效判断装置用于连接存储器的搜索块中每个行中的有效位单元，所述搜索线驱动装置连接所述块有效判断装置，还用于连接存储器的搜索线以及与所述搜索线对应的存储器单元，
所述块有效判断装置接收所述有效位单元输送的信号并判断对应行是否有效，在所述搜索块中所有行均无效时输出第一类型电平至所述搜索线驱动装置，在所述搜索块中至少有一个行有效时输出第二类型电平至所述搜索线驱动装置；
所述搜索线驱动装置在接收到所述块有效判断装置输出的第一类型电平时关断；以及在接收到所述块有效判断装置输出的第二类型电平时导通，将所述搜索线接入的电平信号输入至所述搜索线对应的存储器单元。
2.根据权利要求1所述的存储器的搜索控制电路，其特征在于，所述块有效判断装置包括第一反相器和块有效判断电路，所述第一反相器的数量与所述有效位单元的数量相同；
各所述第一反相器的输入端对应连接一所述有效位单元，各所述第一反相器的输出端均连接所述块有效判断电路，所述块有效判断电路连接所述搜索线驱动装置。
3.根据权利要求2所述的存储器的搜索控制电路，其特征在于，所述块有效判断电路包括判断开关管、第一开关管、第二开关管、第二反相器和第三反相器，所述判断开关管的数量与所述第一反相器的数量相同，
各所述判断开关管的控制端分别连接对应一所述第一反相器的输出端，各所述判断开关管的输入端均连接所述第二反相器的输入端，各所述判断开关管的输出端均接地，所述第二反相器的输出端连接所述搜索线驱动装置；
所述第一开关管和所述第二开关管的输入端均用于接入外部电源，且输出端均连接所述第二反相器的输入端，所述第一开关管的控制端用于接收控制信号，所述第三反相器的输入端连接所述第二开关管的输出端，所述第三反相器的输出端连接所述第二开关管的控制端。
4.根据权利要求3所述的存储器的搜索控制电路，其特征在于，至少一个所述判断开关管为N沟道MOS管。
5.根据权利要求3所述的存储器的搜索控制电路，其特征在于，所述第一开关管为P沟道MOS管。
6.根据权利要求3所述的存储器的搜索控制电路，其特征在于，所述第二开关管为P沟道MOS管。
7.根据权利要求1所述的存储器的搜索控制电路，其特征在于，所述搜索线驱动装置包括与门器件，所述与门器件的数量与所述搜索线的数量相同，各所述与门器件的第一输入端均连接所述块有效判断装置，各所述与门器件的第二输入端分别连接对应一所述搜索线，各所述与门器件的输出端分别连接对应的存储器单元。
8.一种存储器，其特征在于，包括搜索块和搜索线，还包括权利要求1-7任意一项所述的搜索控制电路，所述块有效判断装置连接所述搜索块中每个行中的有效位单元，所述搜索线驱动装置连接存储器的搜索线以及与所述搜索线对应的存储器单元。
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