CN114496034A - 一种增强型tl-tcam查表型硬件搜索引擎 - Google Patents

Abstract

一种增强型TL‑TCAM查表型硬件搜索引擎，每个字电路包括多个增强型TL‑TCAM单元电路，增强型TL‑TCAM单元电路包括四个存储单元和十三个N型晶体管；存储单元MC采用双稳态电路结构，存储值位于存储单元MC的T端，存储单元MC的F端为其“非”值，m个增强型TL‑TCAM单元电路并行连接在一起组成子段电路，m为正整数，子段电路中每个增强型TL‑TCAM单元电路的字线WL、匹配线ML、ML_x各自分别短接在一起，匹配线ML与N型晶体管N15的漏极相连，ML_x与N型晶体管N15的栅极相连，N型晶体管N15的源极接地，ML_x与N型晶体管N14的漏极相连，N型晶体管N14的源极接地，N型晶体管N14的栅极与信号线OneX_in‑Sement_b相连，多个子段电路并行连接组成一个字电路。本发明具有晶体管数少、搜索速度高、功耗低等优点。

Description

一种增强型TL-TCAM查表型硬件搜索引擎

技术领域

本发明属于信息技术领域，涉及一种增强型TL-TCAM查表型硬件搜索引擎。

背景技术

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。

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(Ternary Content-Addressable Memory)的匹配线主要分为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。如图2所示。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，如图3所示。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.)，如图4所示。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。

2017年张建伟等人提出了紧凑查表硬件搜索引擎及其数据转换方法(详见[2]张建伟等，紧凑查表硬件搜索引擎及其数据转换方法，发明专利，专利号：201711402026.9；[3]Jianwei Zhang,etc.,Lookup-table hardware search engine,US patent,No.:US10,831,487B2)。

2017年张建伟等人提出了查表型硬件搜索引擎(详见[4]张建伟等，查表型硬件搜索引擎，发明专利，专利号：201711402362.3)，如图5所示。

但现有技术中还是存在功耗大、速度慢的问题，提出了一种增强型TL-TCAM(ETL-TCAM)硬件搜索引擎。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明提出：提出了一种增强型TL-TCAM查表型硬件搜索引擎，每个字电路包括多个增强型TL-TCAM单元电路，所述增强型TL-TCAM单元电路包括四个存储单元MC1-MC4和十三个N型晶体管N1-N13，存储单元MC采用双稳态电路结构，存储值位于存储单元MC的T端，存储单元MC的F端为其“非”值，N型晶体管N1的栅极与OneX相连，N型晶体管N1的源极接电源，N型晶体管N1的漏极与N型晶体管N2的源极相连，N型晶体管N2的漏极与N型晶体管N3的源极相连，N型晶体管N3的漏极与ML_X相连，N型晶体管N3的栅极与N型晶体管N7的源极相连，N型晶体管N7的栅极与XSL_11相连，N型晶体管N7的漏极与存储单元MC2的F端相连，存储单元MC2的T端与N型晶体管N6的源极相连，N型晶体管N6的栅极与LSL_11相连，N型晶体管N6的漏极与N型晶体管N5的源极相连，N型晶体管N5的栅极与LSL_00相连，N型晶体管N5的漏极与存储单元MC1的T端相连，存储单元MC1的F端与N型晶体管N4的源极相连，N型晶体管N4的栅极与XSL_00相连，N型晶体管N4的漏极与N型晶体管N12的源极相连，N型晶体管N12的栅极与字线WL相连，N型晶体管N12的漏极与位线BL1相连，N型晶体管N4的漏极通过MA线与N型晶体管N7的源极相连，N型晶体管N2的栅极与N型晶体管N8的源极相连，N型晶体管N8的栅极与XSL_10相连，N型晶体管N8的漏极与存储单元MC3的F端相连，存储单元MC3的T端与N型晶体管N9的源极相连，N型晶体管N9的栅极与LSL_10相连，N型晶体管N9的漏极与N型晶体管N10的源极相连，N型晶体管N10的栅极与LSL_01相连，N型晶体管N10的漏极与存储单元MC4的T端相连，存储单元MC3的F端与N型晶体管N11的源极相连，N型晶体管N11的栅极与XSL_01相连，N型晶体管N11的漏极与N型晶体管N13的源极相连，N型晶体管N13的栅极与字线WL相连，N型晶体管N13的漏极与位线BL2相连，N型晶体管N11的漏极通过MB线与N型晶体管N2的栅极相连，N型晶体管N5的源极通过匹配线ML与N型晶体管N9的漏极相连；

m个增强型TL-TCAM单元电路并行连接在一起组成子段电路，m为正整数，子段电路中每个增强型TL-TCAM单元电路的字线WL、匹配线ML、ML_x各自分别短接在一起，匹配线ML与N型晶体管N15的漏极相连，ML_x与N型晶体管N15的栅极相连，N型晶体管N15的源极接地，ML_x与N型晶体管N14的漏极相连，N型晶体管N14的源极接地，N型晶体管N14的栅极与信号线OneX_in-Sement_b相连；多个子段电路并行连接组成一个字电路。

本发明的有益效果为：

该方法可以进一步降低功耗、提高速度，且普适性更高。

1、晶体管数减小。一个ETL-TCell共29个晶体管，而文献[2-4]中为32个晶体管(考虑读写操作)。

2、ML下拉通道更快，搜索速度更高

文献[2-4]中NOR型ML下拉通道有2个晶体管组成(见图5(a)中的N2和N4)。而本专利的字电路也属于NOR型结构，ML下拉通道仅一个管子(见图9中的N15)。

3、普适性更高

不同于文献[2-4]，本专利提出的电路结构，不管ETL-Tcell中有几个G_X，电路都适用，都能正常工作。

4、ML功耗进一步降低

见图5，文献[2-4]中字电路除了匹配线ML，还有局部匹配线LML，且LML几乎为全电压摆幅。而本发明中字电路消除了局部匹配线结构，功耗得到进一步降低。

另外，在典型的网络搜索应用中国，出现奇数个G_X的概率较低，因此ETL-TCell中ML_x引起的功耗基本很少，主要功耗由ML引起。而ML由于消除了LML，功耗已经得到大幅降低。

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；

图2是TCAM字电路结构示意图，其中：(a)为NOR型匹配线，(b)为NAND型匹配线；

图3是简单的CAM框图；

图4是低寄生电容TCAM结构示意图；

图5是查表搜索引擎结构示意图，其中：(a)NOR型查表搜索引擎单元结构，(b)NAND型查表搜索引擎单元结构；

图6是ETL-TCAM电路结构(ETL-TCell)图；

图7是ETL-TCAM电路结构的简化符号图；

图8是MC电路电路结构图，MC电路采用双稳态电路结构；

图9是多个ETL-TCell组成一个子段(segment)电路；

图10是多个子段电路并行连接组成一个字电路结构图；

图11是2个传统TCAM单元的电路简图(只简单画出了存储单元部分，其他略)；

图12是由传统TCAM单元的搜索线译码(decode_SLW)产生ETL-TCell搜索线。

具体实施方式

如图6-图7所示，一种增强型TL-TCAM查表型硬件搜索引擎，每个字电路包括多个增强型TL-TCAM单元电路，所述增强型TL-TCAM单元电路包括四个存储单元MC1-MC4和十三个N型晶体管N1-N13；存储单元MC采用双稳态电路结构，存储值位于存储单元MC的T端，存储单元MC的F端为其“非”值，N型晶体管N1的栅极与OneX相连，N型晶体管N1的源极接电源，N型晶体管N1的漏极与N型晶体管N2的源极相连，N型晶体管N2的漏极与N型晶体管N3的源极相连，N型晶体管N3的漏极与ML_X相连，N型晶体管N3的栅极与N型晶体管N7的源极相连，N型晶体管N7的栅极与XSL_11相连，N型晶体管N7的漏极与存储单元MC2的F端相连，存储单元MC2的T端与N型晶体管N6的源极相连，N型晶体管N6的栅极与LSL_11相连，N型晶体管N6的漏极与N型晶体管N5的源极相连，N型晶体管N5的栅极与LSL_00相连，N型晶体管N5的漏极与存储单元MC1的T端相连，存储单元MC1的F端与N型晶体管N4的源极相连，N型晶体管N4的栅极与XSL_00相连，N型晶体管N4的漏极与N型晶体管N12的源极相连，N型晶体管N12的栅极与字线WL相连，N型晶体管N12的漏极与位线BL1相连，N型晶体管N4的漏极通过MA线与N型晶体管N7的源极相连，N型晶体管N2的栅极与N型晶体管N8的源极相连，N型晶体管N8的栅极与XSL_10相连，N型晶体管N8的漏极与存储单元MC3的F端相连，存储单元MC3的T端与N型晶体管N9的源极相连，N型晶体管N9的栅极与LSL_10相连，N型晶体管N9的漏极与N型晶体管N10的源极相连，N型晶体管N10的栅极与LSL_01相连，N型晶体管N10的漏极与存储单元MC4的T端相连，存储单元MC3的F端与N型晶体管N11的源极相连，N型晶体管N11的栅极与XSL_01相连，N型晶体管N11的漏极与N型晶体管N13的源极相连，N型晶体管N13的栅极与字线WL相连，N型晶体管N13的漏极与位线BL2相连，N型晶体管N11的漏极通过MB线与N型晶体管N2的栅极相连，N型晶体管N5的源极通过匹配线ML与N型晶体管N9的漏极相连；

m个增强型TL-TCAM单元电路并行连接在一起组成一个子段电路，m为正整数，子段电路中每个增强型TL-TCAM单元电路的字线WL、匹配线ML、ML_x各自分别短接在一起，匹配线ML与N型晶体管N15的漏极相连，ML_x与N型晶体管N15的栅极相连，N型晶体管N15的源极接地，ML_x与N型晶体管N14的漏极相连，N型晶体管N14的源极接地，N型晶体管N14的栅极与信号线OneX_in-Sement_b相连，详见图9；多个子段电路并行连接组成一个字电路，详见图10。

ETL-TCAM中存放的数据来源参考查表型TCAM与传统TCAM的数据转换方式[2-4]。这里假定数据已经转换得到，并存储于各个ETL-TCell单元中。

ETL-TCell单元中搜索线产生方法如下：

传统的TCAM单元由两个SRAM单元组成，且有两根搜索线SL1和SL2送入，比如图4的TCAM单元。假定送入的搜索字SLW由(SL1，SL2)表示，假定送入SLW＝0＝(SL1，SL2)＝(0，1)，送入SLW＝1＝(SL1，SL2)＝(1，0)，送入SLW＝global X＝(SL1，SL2)＝(0，0)。为方便起见，我们把global X简写为G_X。

本发明中一个ETL-TCell单元对应2个传统的TCAM单元。且一个ETL-TCell单元的搜索线由LSL、XSL以及OneX组成。为了对比方便，我们给出了2个传统TCAM单元和一个ETL-TCell的对比情况。2个传统TCAM单元的电路简图见图11只简单画出了存储单元部分，其对应的搜索线表示情况见表2；

表2 2个传统TCAM单元的搜索线表示情况

其中，如图12所示，字电路阵列的LSL_00、LSL_01、LSL_10、LSL_11、XSL_00、XSL_01、XSL_10、XSL_11、OneX分别与译码器decode_SLW相连，译码器decode_SLW的真值表如表3；

表3译码器decode_SLW真值表

表中“-”代表“0”。

当(SLW#1,SLW#2)中没有G_X时,LSL_00、LSL_01、LSL_10、LSL_11中有且只有一根线被选中，LSL_00、LSL_01、LSL_10、LSL_11的值等于1，OneX和XSL_00、XSL_01、XSL_10、XSL_11都为0，则与其相连的N型晶体管会打开，对应的MC单元的T端的值会被选出至ML上；

如果LSL_00＝1，则MC1.T的值被选出至ML上，记为ML<＝MC1.T；

如果LSL_11＝1，则ML<＝MC2.T；

如果LSL_10＝1，则ML<＝MC3.T；

如果LSL_01＝1，则ML<＝MC4.T；

此时OneX＝0，N型晶体管N1关闭，则ML_X值为悬空(floating)，记为ML_x<＝FLOAT，

当ML_x<＝FLOAT，若ML＝1，则表示选中的MC单元中存储的MC.F＝1，也即：增强型TL-TCAM单元电路的搜索结果为匹配HIT；若ML＝0，则增强型TL-TCAM单元电路的搜索结果为失配MISS；

其中，当(SLW#1,SLW#2)中有2个G_X时，LSL_00、LSL_01、LSL_10、LSL_11、XSL_00、XSL_01、XSL_10、XSL_11以及OneX都为0，N型晶体管N1关闭，ML_X<＝FLOAT；N型晶体管N5、N型晶体管N6、N型晶体管N9、N型晶体管N10关闭，ML<＝FLOAT；此时表示增强型TL-TCAM单元电路的搜索结果为匹配HIT；

其中，当(SLW#1,SLW#2)中有1个G_X时，此时LSL_00、LSL_01、LSL_10、LSL_11都为0；N型晶体管N5、N型晶体管N6、N型晶体管N9、N型晶体管N10关闭，ML<＝FLOAT；

XSL_00和XSL_11中有且只有一根被选中时；

若XSL_00被选中，则N型晶体管N4打开，则MA<＝MC1.F；

若XSL_11被选中，则N型晶体管N7打开，MA<＝MC2.F；

XSL_10和XSL_01中有且只有一根被选中时；

若XSL_10被选中，则N型晶体管N8打开，MB<＝MC3.F；

若XSL_01被选中，则N型晶体管N11打开，MB<＝MC4.F；

OneX＝1，N型晶体管N1打开，此时若MA线和MB线都为1，则N型晶体管N3和N型晶体管N2都打开，ML_x<＝1，表示增强型TL-TCAM单元电路的搜索结果为失配MISS；此时若MA线和MB线中有一个0或两个都为0，则N型晶体管N2和N型晶体管N3中至少有一个关闭，ML_x<＝FLOAT，表示增强型TL-TCAM单元电路的搜索结果为匹配HIT。

表4总结了搜索操作时ETL-TCell单元关键信号状态

表4 ETL-TCell单元的搜索状态描述

其中，增强型TL-TCAM的子段电路的搜索功能如下：

ML的取值范围为{MC.T，FLOAT}，MC.T的取值范围为{0,1},则ML的取值范围为{{0,1}，FLOAT}；假设某个增强型TL-TCAM单元电路的ML＝0时，记为ETL-TCell.ML＝0，则不论子段内其他增强型TL-TCAM单元电路的ML为何值，子段电路的ML都会被拉到一个较低的电压，表示子段电路的搜索结果为失配MISS；假设一开始预充到了高电平，则ML电压保持高电平不变，则子段电路的搜索结果为匹配HIT；

当N型晶体管N15导通时，ML也会被拉到较低电平，子段电路的搜索结果为“失配”；

子段电路内每个增强型TL-TCAM单元电路的搜索字(SLW#1、SLW#2)都只包含偶数个G_X时，即偶数0或2，此时信号线OneX_in-Sement_b＝1，N型晶体管N14打开，每个增强型TL-TCAM单元电路的OneX＝0，子段电路的ML_x＝0，子段电路的N型晶体管N15关闭；ML的状态仅由每个ETL-TCell单元的ML线决定；子段电路的ML＝1表示子段搜索结果为匹配HIT，ML＝0表示子段搜索结果为失配MISS；

子段电路内至少有一个增强型TL-TCAM单元电路的搜索字(SLW#1、SLW#2)包含奇数个G_X时，即奇数1；此时信号线OneX_in-Sement_b＝0，子段电路的ML由每个增强型TL-TCAM单元电路的ML和ML_x共同决定；如果有至少一个增强型TL-TCAM单元电路中的ML_x＝1，则对应的ETL-TCell单元搜索结果为失配MISS；同时ML_x被充电到高电平，子段电路的ML_x一开始被One_in_Segment_b控制的N型晶体管N14管放电到0，导致N型晶体管N15打开，子段电路的ML被拉到低电平，表示子段电路的搜索结果为失配MISS；

如果此时子段电路中所有增强型TL-TCAM单元电路的ML_x都为FLOAT，此时每个增强型TL-TCAM单元电路的搜索结果都是匹配HIT，则子段电路的ML_x保持原来的低电平，ML_x一开始被One_in_Segment_b控制的N型晶体管N14管复位到0，N型晶体管N15关闭，所有增强型TL-TCAM单元电路的ML也都为FLOAT，子段电路的ML也保持原来的高电平，表示子段电路的搜索结果为匹配HIT。

表5对上述过程做了总结。

表5子段电路的搜索状态描述

其中，增强型TL-TCAM的字电路的搜索功能如下：

字电路的搜索结果由匹配线ML表示，字电路的ML是每个子段电路的ML的并联；子段电路的ML都是1时，字电路的ML＝1，表示字电路搜索结果为匹配HIT；子段电路的ML有任何一个是0时，字电路的ML＝0，表示字电路搜索结果为失配MISS。

本发明的读写功能如下：

1、读操作

此时WL＝1，交替将XSL_00和XSL_11置为高电平可以将MC1.F和MC2.F从BL1中读出。同时，交替将XSL_10和XSL_01置为高电平可以将MC3.F和MC4.F从BL2中读出。读操作功能描述见表6。

表6读操作功能说明

注：表中“-”代表“0”。

2、写操作

写操作时WL＝1。

与传统的SRAM一样，写操作是通过在MC.F或者MC.T中写“0”来完成的。

要在MC中写入“1”(MC.T＝1)，则将该MC单元直接相连的XSL置1、BL置0(此时LSL为0)。比如：

XSL_00＝1,BL1＝0，则MC1.F＝0，即MC1.T＝1；

XSL_11＝1,BL1＝0，则MC2.F＝0，即MC2.T＝1；

XSL_10＝1,BL2＝0，则MC3.F＝0，即MC3.T＝1；

XSL_01＝1,BL2＝0，则MC4.F＝0，即MC4.T＝1；

要在MC中写入“0”(MC.T＝0)，则将该MC单元直接相连的SL置1、ML置0(此时XSL为0)。比如：

LSL_00＝1,ML＝0，则MC1.T＝0；

LSL_11＝1,ML＝0，则MC2.T＝0；

LSL_10＝1,ML＝0，则MC3.T＝0；

LSL_01＝1,ML＝0，则MC4.T＝0；

表7、表8总结了写操作的真值表

表7写1时控制线真值表

注：表中“-”代表“0”。

表8写0时控制线真值表

注：表中“-”代表“0”。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种增强型TL-TCAM查表型硬件搜索引擎，其特征在于，每个字电路包括多个增强型TL-TCAM单元电路，所述增强型TL-TCAM单元电路包括四个存储单元MC1-MC4和十三个N型晶体管N1-N13；存储单元MC采用双稳态电路结构，存储值位于存储单元MC的T端，存储单元MC的F端为其“非”值，N型晶体管N1的栅极与OneX相连，N型晶体管N1的源极接电源，N型晶体管N1的漏极与N型晶体管N2的源极相连，N型晶体管N2的漏极与N型晶体管N3的源极相连,N型晶体管N3的漏极与ML_X相连，N型晶体管N3的栅极与N型晶体管N7的源极相连，N型晶体管N7的栅极与XSL_11相连，N型晶体管N7的漏极与存储单元MC2的F端相连，存储单元MC2的T端与N型晶体管N6的源极相连，N型晶体管N6的栅极与LSL_11相连，N型晶体管N6的漏极与N型晶体管N5的源极相连，N型晶体管N5的栅极与LSL_00相连，N型晶体管N5的漏极与存储单元MC1的T端相连，存储单元MC1的F端与N型晶体管N4的源极相连，N型晶体管N4的栅极与XSL_00相连，N型晶体管N4的漏极与N型晶体管N12的源极相连，N型晶体管N12的栅极与字线WL相连，N型晶体管N12的漏极与位线BL1相连，N型晶体管N4的漏极通过MA线与N型晶体管N7的源极相连，N型晶体管N2的栅极与N型晶体管N8的源极相连，N型晶体管N8的栅极与XSL_10相连，N型晶体管N8的漏极与存储单元MC3的F端相连，存储单元MC3的T端与N型晶体管N9的源极相连，N型晶体管N9的栅极与LSL_10相连，N型晶体管N9的漏极与N型晶体管N10的源极相连，N型晶体管N10的栅极与LSL_01相连，N型晶体管N10的漏极与存储单元MC4的T端相连，存储单元MC3的F端与N型晶体管N11的源极相连，N型晶体管N11的栅极与XSL_01相连，N型晶体管N11的漏极与N型晶体管N13的源极相连，N型晶体管N13的栅极与字线WL相连，N型晶体管N13的漏极与位线BL2相连，N型晶体管N11的漏极通过MB线与N型晶体管N2的栅极相连，N型晶体管N5的源极通过匹配线ML与N型晶体管N9的漏极相连；

m个增强型TL-TCAM单元电路并行连接在一起组成子段电路，m为正整数，子段电路中每个增强型TL-TCAM单元电路的字线WL、匹配线ML、ML_x各自分别短接在一起，匹配线ML与N型晶体管N15的漏极相连，ML_x与N型晶体管N15的栅极相连，N型晶体管N15的源极接地，ML_x与N型晶体管N14的漏极相连，N型晶体管N14的源极接地，N型晶体管N14的栅极与信号线OneX_in-Sement_b相连，多个子段电路并行连接组成一个字电路。

2.根据权利要求1所述的增强型TL-TCAM查表型硬件搜索引擎，其特征在于，字电路阵列的LSL_00、LSL_01、LSL_10、LSL_11、XSL_00、XSL_01、XSL_10、XSL_11、OneX分别都与译码器decode_SLW相连，译码器decode_SLW的真值表如下表：

表中“-”代表“0”；

当(SLW#1,SLW#2)中没有G_X时,LSL_00、LSL_01、LSL_10、LSL_11中有且只有一根线被选中，LSL_00、LSL_01、LSL_10、LSL_11的值等于1，OneX和XSL_00、XSL_01、XSL_10、XSL_11都为0，则与其相连的N型晶体管会打开，对应的MC单元的T端的值会被选出至ML上；

如果LSL_00＝1，则MC1.T的值被选出至ML上，记为ML<＝MC1.T；

如果LSL_11＝1，则ML<＝MC2.T；

如果LSL_10＝1，则ML<＝MC3.T；

如果LSL_01＝1，则ML<＝MC4.T；

此时OneX＝0，N型晶体管N1关闭，则ML_X值为悬空，记为ML_x<＝FLOAT，

当ML_x<＝FLOAT，若ML＝1，则表示选中的MC单元中存储的MC.F＝1，也即：增强型TL-TCAM单元电路的搜索结果为匹配HIT；若ML＝0，则增强型TL-TCAM单元电路的搜索结果为失配MISS；

当(SLW#1,SLW#2)中有2个G_X时，LSL_00、LSL_01、LSL_10、LSL_11、XSL_00、XSL_01、XSL_10、XSL_11以及OneX都为0，N型晶体管N1关闭，ML_X<＝FLOAT；N型晶体管N5、N型晶体管N6、N型晶体管N9、N型晶体管N10关闭，ML<＝FLOAT；此时表示增强型TL-TCAM单元电路的搜索结果为匹配HIT；

当(SLW#1,SLW#2)中有1个G_X时，此时LSL_00、LSL_01、LSL_10、LSL_11都为0；N型晶体管N5、N型晶体管N6、N型晶体管N9、N型晶体管N10关闭，ML<＝FLOAT；

XSL_00和XSL_11中有且只有一根被选中时；

若XSL_00被选中，则N型晶体管N4打开，则MA<＝MC1.F；

若XSL_11被选中，则N型晶体管N7打开，MA<＝MC2.F；

XSL_10和XSL_01中有且只有一根被选中时；

若XSL_10被选中，则N型晶体管N8打开，MB<＝MC3.F；

若XSL_01被选中，则N型晶体管N11打开，MB<＝MC4.F；

OneX＝1，N型晶体管N1打开，此时若MA线和MB线都为1，则N型晶体管N3和N型晶体管N2都打开，ML_x<＝1，表示增强型TL-TCAM单元电路的搜索结果为失配MISS；此时若MA线和MB线中有一个0或两个都为0，则N型晶体管N2和N型晶体管N3中至少有一个关闭，ML_x<＝FLOAT，表示增强型TL-TCAM单元电路的搜索结果为匹配HIT。

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