CN1540669A - 按内容寻址的存储器器件 - Google Patents

按内容寻址的存储器器件 Download PDF

Info

Publication number
CN1540669A
CN1540669A CNA2004100077207A CN200410007720A CN1540669A CN 1540669 A CN1540669 A CN 1540669A CN A2004100077207 A CNA2004100077207 A CN A2004100077207A CN 200410007720 A CN200410007720 A CN 200410007720A CN 1540669 A CN1540669 A CN 1540669A
Authority
CN
China
Prior art keywords
tcam
unit
line
storage unit
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2004100077207A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100527275C (zh
Inventor
̫
康太京
赵郁来
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR10-2003-0026427A external-priority patent/KR100505684B1/ko
Application filed by Samsung Electronics Co Ltd filed Critical Samsung Electronics Co Ltd
Publication of CN1540669A publication Critical patent/CN1540669A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100527275C publication Critical patent/CN100527275C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C29/00—Checking stores for correct operation ; Subsequent repair; Testing stores during standby or offline operation
    • G11C29/70—Masking faults in memories by using spares or by reconfiguring
    • G11C29/78—Masking faults in memories by using spares or by reconfiguring using programmable devices
    • G11C29/84—Masking faults in memories by using spares or by reconfiguring using programmable devices with improved access time or stability
    • G11C29/848—Masking faults in memories by using spares or by reconfiguring using programmable devices with improved access time or stability by adjacent switching
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C15/00—Digital stores in which information comprising one or more characteristic parts is written into the store and in which information is read-out by searching for one or more of these characteristic parts, i.e. associative or content-addressed stores
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C15/00—Digital stores in which information comprising one or more characteristic parts is written into the store and in which information is read-out by searching for one or more of these characteristic parts, i.e. associative or content-addressed stores
    • G11C15/04—Digital stores in which information comprising one or more characteristic parts is written into the store and in which information is read-out by searching for one or more of these characteristic parts, i.e. associative or content-addressed stores using semiconductor elements
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C29/00—Checking stores for correct operation ; Subsequent repair; Testing stores during standby or offline operation
    • G11C29/70—Masking faults in memories by using spares or by reconfiguring
    • G11C29/78—Masking faults in memories by using spares or by reconfiguring using programmable devices
    • G11C29/80—Masking faults in memories by using spares or by reconfiguring using programmable devices with improved layout
    • G11C29/816—Masking faults in memories by using spares or by reconfiguring using programmable devices with improved layout for an application-specific layout
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C29/00—Checking stores for correct operation ; Subsequent repair; Testing stores during standby or offline operation
    • G11C29/70—Masking faults in memories by using spares or by reconfiguring
    • G11C29/78—Masking faults in memories by using spares or by reconfiguring using programmable devices
    • G11C29/84—Masking faults in memories by using spares or by reconfiguring using programmable devices with improved access time or stability
    • G11C29/846—Masking faults in memories by using spares or by reconfiguring using programmable devices with improved access time or stability by choosing redundant lines at an output stage

Landscapes

  • For Increasing The Reliability Of Semiconductor Memories (AREA)
  • Static Random-Access Memory (AREA)

Abstract

一种三进制按内容寻址的存储器(TCAM)器件，包括多个用于存储数据的TCAM单元，每个TCAM单元具有两个存储单元和一个比较电路，所述比较电路用于比较存储在存储单元中的数据和在连接到比较电路的搜索线对上输入的数据，其中所述比较电路包括第一组多个MOS晶体管，它们连接在匹配线和第二组多个MOS晶体管之间，所述第二组多个MOS晶体管连接到地，其中第一组多个MOS晶体管被来自与其连接的存储单元的信号选通，第二组多个晶体管被来自搜索线对的信号选通。TCAM器件包括冗余存储单元，它们替换被确定为有缺陷的对应的列存储单元。连接到缺陷单元的搜索线对的每个线被放电到地。

Description

按内容寻址的存储器器件
本申请要求2003年4月25日提交的韩国专利申请第2003-26427号的优先权。
技术领域
本发明涉及一种按内容寻址的存储单元；具体上，涉及一种具有用于替换缺陷单元的冗余阵列的按内容寻址的存储器器件，和能够存储三个信息状态的三进制按内容寻址的存储器。
背景技术
半导体存储器包括RAM、ROM和按内容寻址的存储器(以下称为“CAM”，content addressable memory)。当RAM和ROM使用地址来指示在存储单元阵列中的特定单元以便存取其中的数据时，CAM接收数据而不是地址。输入到CAM中的数据被同时与在所有单元中存储的数据相比较，并且匹配结果是地址。CAM通常用于需要快速搜索图案、列表、图像数据等的应用中。
二进制CAM单元和三进制CAM(TCAM)单元是不同类型的CAM。典型的二进制CAM单元像RAM单元一样被配置以存储两个信息状态之一，即逻辑“1”状态和逻辑“0”状态。二进制CAM单元包括一个比较电路，用于比较外部提供的数据(以下称为“搜索数据”)与存储在RAM单元中的数据，并且当搜索数据和被存储的数据匹配时将对应的匹配线驱动到预定状态。在美国专利第4,646,271号、美国专利第4,780,845号、美国专利第5,490,102号、美国专利第5,495,382号中公开了二进制CAM单元的示例。TCAM单元可以存储信息的三个状态之一，即逻辑“1”状态、逻辑“0”状态和“无关”状态。在美国专利第5,319,590号中公开了三进制CAM单元的一个示例。
图1示出了传统的TCAM单元。为了执行写入操作，要存储在CAM单元中的数据被装到位线对BL1、/BL1和BL2、/BL2。字线WL被断言有源逻辑“1”，用于接通n沟道访问晶体管Q1、Q2、Q3和Q4。在互补比特线对上承载的数据因此被写入两个SRAM单元，并且字线被解断言。
对于读取操作，字线被断言有源逻辑“1”，并且来自SRAM单元的数据被读到位线对上。数据然后被传送到数据总线(未示出)。
对于搜索和比较操作，匹配线被预先充电到逻辑“1”，并且搜索数据被布置到搜索线对SL1和/SL1。通常，以下述的方式来提供搜索数据和被存储数据：如果存在不匹配，则在匹配线状态中出现变化。匹配线ML被预先充电到逻辑“1”，并且不匹配将匹配线放电到地，而在匹配的情况下，在匹配线的状态中不发生变化。
如果CAM单元MC11-1在左SRAM单元中存储逻辑“1”、在右SRAM单元中存储逻辑“0”，并且SL1具有逻辑“1”、SL1具有逻辑“0”，则产生不匹配。左SRAM单元的输出向晶体管Q6提供逻辑“1”并且将其接通。搜索线SL1向晶体管Q5提供逻辑“1”并且将其接通。因为Q5和Q6被接通，则它们提供将匹配线ML放电到地、由此指示不匹配的路径。
如果CAM单元在左SRAM单元中存储逻辑“0”、在右SRAM单元中存储逻辑“1”，则产生匹配条件。左SRAM单元的输出向晶体管Q6的栅极提供逻辑“0”，并且使得它关断。搜索线SL1向晶体管Q5的栅极提供逻辑“1”并且将其接通。因为Q5和Q6串联，不存在用于将匹配线ML放电到地的到地的路径。类似地，右SRAM单元向晶体管Q8提供逻辑“1”并将其接通。搜索线/SL1向晶体管Q7提供逻辑“0”并且使其断开。因此，与左SRAM单元类似，晶体管Q7和Q8不提供将匹配线ML放电到地的路径。结果，匹配线保持被预先充电到逻辑“1”，指示匹配条件。
如果CAM单元在右和左SRAM单元中存储逻辑“0”，则存在“无关”状态。来自每个SRAM单元的输出产生逻辑“0”。逻辑“0”被提供到晶体管Q6和Q8的栅极，保证检测到无关条件而与在搜索线对SL1和/SL1上提供的数据无关，并且匹配线保持不变。
虽然TCAM提供了诸如快速访问多个应用的优点，但存在可以改善的性能和可靠性问题。例如，如果匹配线被预先充电到逻辑“1”并且CAM单元在右SRAM单元中存储逻辑“0”而且搜索线/SL1提供逻辑“1”，那么匹配线ML的电压电平波动。这是因为电压电平在晶体管Q7和晶体管Q8之间浮动。
另外，当存在缺陷单元时，使得CAM不可操作或不可使用。例如，在CAM的制造过程或操作期间，一个单元可能变为有缺陷。为了提高制造产量，诸如SRAM和DRAM的其他存储器已经提供了冗余的存储器阵列，用于替代有缺陷的存储单元。当在一个阵列中的存储单元有缺陷或变为有缺陷时，冗余的存储阵列将具有缺陷单元的阵列替换，并且从和向冗余存储阵列存取数据。在具有冗余阵列的存储器中一般提供熔丝，以便将所述阵列转换到存储器中。当需要替代时，用于缺陷行的熔丝则熔断以使得所述缺陷行无效，因此防止了对于缺陷行的访问。在美国专利第6,445,628中公开了在CAM中的冗余方案的一个示例。
根据上述情况，需要一种能够进行稳定和冗余的操作的CAM电路和方法。
发明内容
提供了一种三进制按内容寻址的存储器(TCAM)器件，包括：多个TCAM单元，用于存储数据，每个TCAM单元具有两个存储单元和一个比较电路，所述比较电路用于比较存储在存储单元中的数据和在连接到比较电路的搜索线对上输入的数据，其中所述比较电路包括第一、第二、第三和第四NMOS晶体管，第一和第二NMOS晶体管的漏极连接到匹配线，它们的栅极连接到存储单元，它们的源极连接到第三和第四NMOS晶体管的漏极，并且第三和第四晶体管的栅极连接到所述搜索线对，它们的源极连接到地。
优选的是，所述比较电路在存储于存储单元中的数据和在连接到比较电路的搜索线对上输入的数据之间不匹配时将匹配线放电。一个预充电电路，连接到所述搜索线对，用于当确定与其连接的存储单元中的至少一个有缺陷时将搜索线对的每个线放电到地，其中预充电电路包括两个NMOS晶体管，每个的栅极连接到电源节点、源极连接到地、漏极连接到搜索线对的对应的一个。而且，预充电电路的两个NMOS晶体管被定为当在搜索线对上没有信号时提供低电平，并且提供与在搜索线对断言的信号相同的电平。
也提供修理信号产生器，用于产生指示哪个存储单元有缺陷的信号，并且一个转换电路用于将至少多个被确定为有缺陷的TCAM单元的连接转换为冗余TCAM单元的对应连接，其中所述冗余的TCAM单元形成TCAM单元阵列的至少一列。
本发明的TCAM器件的存储单元是SRAM单元或DRAM单元等。
按照本发明的另一个实施例，提供了三进制按内容寻址的存储器(TCAM)器件，它包括多个用于存储数据的TCAM单元，每个TCAM单元具有两个存储单元和一个比较电路，所述比较电路用于比较存储在存储单元中的数据和在连接到比较电路的搜索线对上输入的数据，其中所述比较电路包括：第一组多个MOS晶体管，它们连接在匹配线和第二组多个MOS晶体管之间，所述第二组多个MOS晶体管连接到地，其中第一组多个MOS晶体管被来自与其连接的存储单元的信号选通，第二组多个晶体管被来自搜索线对的信号选通；修理信号产生器，用于产生指示哪个存储单元有缺陷的信号；预充电电路，连接到修理信号产生器和搜索线对，用于在从修理信号产生器接收到指示与其连接的存储单元有缺陷的信号时将搜索线对的每个放电到地。
优选的是，所述比较电路包括：第一组多个MOS晶体管，它们连接在匹配线和第二组多个MOS晶体管之间，所述第二组多个MOS晶体管连接到地，其中第一组多个MOS晶体管被来自与其连接的存储单元的信号选通，第二组多个晶体管被来自搜索线对的信号选通。而且，第一和第二组多个MOS晶体管是N型的，并且被配置以在对应的存储单元中的数据与在对应的搜索线对上的数据不匹配时将匹配线连接到地。
按照本发明的另一个实施例，三进制按内容寻址的存储器(TCAM)器件包括多个用于存储数据的TCAM，每个TCAM单元具有两个存储单元和一个比较电路，所述比较电路用于比较存储在存储单元中的数据和在连接到比较电路的搜索线对上输入的数据，其中所述比较电路包括第一组多个MOS晶体管，它们连接在匹配线和第二组多个MOS晶体管之间，所述第二组多个MOS晶体管连接到地，其中第一组多个MOS晶体管被来自与其连接的存储单元的信号选通，第二组多个晶体管被来自搜索线对的信号选通，其中第一和第二组多个MOS晶体管是N型的，并且被配置以在对应的存储单元中的数据与在对应的搜索线对上的数据不匹配时将匹配线连接到地。
按照这个实施例的TCAM器件还包括：主搜索线驱动器，用于将数据信号驱动到多个搜索线对；至少一个冗余搜索线驱动器，用于在确定连接到对应的搜索线对的至少一个存储单元有缺陷时替代主搜索线驱动器；修理信号产生器，用于产生指示哪些存储单元有缺陷的信号；冗余TCAM单元和转换电路，所述转换电路用于将至少多个被确定为有缺陷的TCAM单元的连接转换到冗余TCAM单元，其中所述转换电路输出用于将将具有缺陷单元的TCAM单元的一列的连接转换到冗余TCAM单元的一列的对应连接的信号。
也提供了一种三进制按内容寻址的存储器(TCAM)器件的方法，所述三进制按内容寻址的存储器(TCAM)器件包括用于存储数据的多个TCAM单元，每个TCAM单元具有两个存储单元和一个比较电路，所述比较电路用于比较存储在存储单元中的数据和在连接到比较电路的搜索线对上输入的数据，其中所述比较电路包括第一组多个MOS晶体管，它们连接在匹配线和第二组多个MOS晶体管之间，所述第二组多个MOS晶体管连接到地，其中第一组多个MOS晶体管被来自与其连接的存储单元的信号选通，第二组多个晶体管被来自搜索线对的信号选通。
附图说明
附图形成说明书的一部分，要与说明书相结合来阅读，其中在不同的视图和实施例中，同样的附图标号用于指示相同的元件。
图1是传统的TCAM单元的电路图。
图2是按照本发明的一个实施例的TCAM单元的电路图。
图3是按照本发明的另一个实施例的CAM器件的方框图。
图4图解了图3的CAM阵列的详细方框图。
图5是图3的搜索线预充电电路的电路图。
图6是图3的转换电路的电路图。
图7是按照本发明的另一个实施例的CAM器件的方框图。
图8是图7的搜索线预充电电路的电路图。
图9是按照本发明的另一个CAM器件的方框图。
图10A是图9的主搜索线驱动器的电路图。
图10B是图9的备用搜索线驱动器的电路图。
具体实施方式
图2示出了按照本发明的一个优选实施例的TCAM单元。TCAM单元MC11包括两个SRAM单元和比较电路。每个SRAM单元包括两个反相器(INV1，INV2或INV3，INV4)和两个访问晶体管(Q1，Q2或Q3，Q4)。比较电路包括晶体管Q5-Q8。晶体管Q5和Q7的漏极连接到匹配线ML。晶体管Q5和Q7的栅极分别连接到SRAM单元。晶体管Q5和Q7的源极分别连接到晶体管Q6和Q8的漏极。晶体管Q6和Q8的栅极分别连接到搜索线对SL1和/SL1。晶体管Q6和Q8的源极连接到公共的地。与图1所示的传统TCAM单元不同，晶体管Q6和Q8的栅极分别连接到搜索线对SL1和/SL1，并且晶体管Q5和Q7的栅极分别连接到SRAM单元。按照这个实施例的TCAM单元的配置，在晶体管Q5和Q6(或Q7和Q8)之间的连接没有浮动电压。作为一个示例，当匹配线ML被预充电在逻辑“1”时，搜索线(SL1)提供逻辑“1”，并且左SRAM单元在节点N1提供逻辑“0”，右SRAM单元在节点N2提供逻辑“1”，在晶体管Q7和Q8之间的连接没有浮动电压。因此匹配线ML的电压电平不波动。
图3示出了按照本发明的另一个第二实施例的CAM 10的方框图。按照这个实施例，CAM 10被配置来将在主CAM阵列中的有缺陷CAM单元替换为冗余的CAM单元。而且，有缺陷单元的搜索线对被放电到地。图3的CAM10包括：主CAM阵列100、备用CAM阵列200-1和200-2、搜索线预充电电路300、转换电路400、读和写电路500、修理信号产生器600、解码器800和优先编码器900。主CAM阵列100具有多个主CAM单元。备用CAM阵列200-1和200-2具有多个备用CAM单元。转换电路400从修理信号产生器600接收修理信号RPS[1:n]，并且将位线对和搜索线对的连接从有缺陷存储单元转换到备用存储单元的对应连接。当对应的搜索线对连接到有缺陷CAM单元时，搜索线预充电电路300将搜索线对放电到地。读和写电路500包括读出放大器和数据输入缓冲器和数据输出缓冲器等(未示出)。修理信号产生器600包括可以是电子或激光可编程熔丝的熔丝，并且存储修理信息和向转换电路400输出修理信号RPS[1:n]。解码器800根据来自存储器控制器(未示出)的操作模式指令来选择性地驱动字线WL。例如，解码器800当在任何行的TCAM单元中存储数据信息或当从其读取数据信息时选择性地驱动字线WL之一。优先编码器900响应于匹配线ML的逻辑状态而产生与当前输入的搜索数据相对应的地址。
图4图解了图3中的主CAM阵列100和备用CAM阵列200-1和200-2的更详细的方框图。参见图4，主CAM阵列100包括以行和列的矩阵排列的多个CAM单元。每个CAM单元连接到位线对(例如在MC1m情况下是BL1到/BL2)和连接到搜索线对(例如在MC1m情况下是SL1和/SL1)。图2中示出了在主CAM阵列100中的每个CAM单元的详细电路。备用CAM阵列200-1和200-2包括以行和列的矩阵排列的多个CAM单元。每个备用CAM单元连接到备用位线对(例如在SMCL1情况下是SBLL1到/SBLL2)和连接到搜索线对(例如在SMCL1情况下是SSLL和/SSLL)。
图6示出了图3的转换电路400的电路图。参见图6，转换电路400包括多个n型MOS晶体管和多个反相器，用于从修理信号产生器600接收转换信号RPS[1:n]。搜索线(例如SSLR、SLn等)和一些位线(例如SBLR1、BLn-1等)未示出。
利用一个示例来说明将在主CAM阵列100中的有缺陷列替换为备用CAM阵列200-1和200-2中的备用列的图3的操作。假定在图4的主CAM阵列100中的MCn2已经被确定为有缺陷。修理信号产生器600向转换电路400提供RPS[1:n]信号。在这种情况下，一个信号RPSn具有逻辑低状态，其他信号RPS1-RPSn-1具有逻辑高状态(见图6)。因此，接收RPS[1:n-1]信号Qsa1-Qsan-1和Qsbn的晶体管被接通，并且接收反相器INV的输出Qsb1到Qsbn-1和Qsan的晶体管被关断。按照这个转换配置，CAM单元MC12-MC(n-1)2保持经由有源晶体管QS1-QS(n-1)如前一样连接。有缺陷单元Mcn2通过无源晶体管Qsn被关断。冗余单元SMCR2通过有源晶体管Qsbn(将SBLR1连接到DLn)来替代有缺陷的MCn2。
图5示出了图3的搜索线预充电电路300的电路图。参见图5，搜索线预充电电路300包括多个n型MOS晶体管Qc1-Qc2n。每个n型MOS晶体管Qc1-Qc2n具有连接到Vdd的栅极、连接到地的源极以及连接到对应的搜索线的漏极。当对应的搜索线对连接到有缺陷CAM单元时，搜索线预充电电路300将所述搜索线对放电到地。使得图5中的晶体管Qc1-Qc2n的尺寸小，以便在主CAM阵列100中的缺陷列被替换为在备用CAM阵列200-1或200-2中的备用列的情况下，被替换的搜索线对(例如SLn和/SLn)具有逻辑低状态，而其他的搜索线对SL1-/SLn-1具有与被断言的搜索数据相同的逻辑状态。
图7示出了按照本发明的另一个实施例的CAM 20的方框图。除了在搜索线预充电电路300-1和修理信号产生器600-1中的区别，图7的CAM 20被配置为与图3的CAM 10相同。图8示出了搜索线预充电电路300-1的详细图。使用用于SL1和/SL1的第一晶体管组来说明这个电路。晶体管Qp1在其栅极从修理信号产生器600-1接收修理控制信号RPC1，其漏极连接到搜索线SL1，其源极连接到搜索线/SL1。晶体管Qp2和Qp3在它们的栅极接收修理控制信号RPC1。Qp1的漏极连接到搜索线SL1，其源极连接到地。Qp2的漏极连接到搜索线/SL1，其源极连接到地。假定在图4的主CAM阵列100中的MCn2已经被确定为有缺陷。作为响应，修理信号产生器600-1向搜索线预充电电路300-1提供修理控制信号RPC[1:n]。在这种情况下，修理控制信号RPCn具有逻辑高状态，其他修理控制信号RPC1-RPCn-1具有逻辑低状态。在 RPCn高的状态下，晶体管Qp3n-2、Qp3n-1、Qp3n被接通，并且搜索线对SLn、/SLn到地。
图9示出了按照本发明另一个实施例的CAM 30的方框图。图9的CAM30包括：主CAM阵列100、备用CAM阵列200-1和200-2、主搜索线驱动器700-1、备用搜索线驱动器700-2、转换电路400、读和写电路500、修理信号产生器600-2、解码器800和优先编码器900。
图10A示出了主搜索线驱动器700-1的电路图。参见图10A，主搜索线驱动器700-1包括多个反相器和多个与非门。
图10B示出了备用搜索线驱动器700-2的电路图。参见图10B，备用搜索线驱动器700-2包括多个反相器和多个与非门。
参见图9、10A和10B，主CAM阵列100具有多个主CAM单元。备用CAM阵列200-1和200-2具有多个备用CAM单元。主搜索线驱动器700-1响应于修理控制信号RPCS1-RPCSn和搜索数据驱动信号DSLD1-DSLDn来输出主搜索线驱动信号SL1到/SLn(图10A)。备用搜索线驱动器700-2响应于修理控制信号RPCSL、RPCSR和搜索数据驱动信号DSLD来输出备用搜索线驱动信号SSLL到/SSLR(图10B)。转换电路400从修理信号产生器600-2接收修理信号RPC[1:n]，并且改变对应的位线对和搜索线对的路径，以将有缺陷的存储单元替换为备用的存储单元。读和写电路500包括读出放大器和数据输入缓冲器和数据输出缓冲器等(未示出)。修理信号产生器600-2包括可以是电子或激光可编程熔丝的熔丝，用于存储修理信息。修理信号产生器600-2向转换电路400输出修理信号RPS[1:n]，向主搜索线驱动器700-1输出修理控制信号RPCS1-RPCSn，并且向备用搜索线驱动器700-2输出修理控制信号RPCSL-RPCSR。解码器800根据来自存储器控制器(未示出)的操作模式指令来选择性地确定字线WL，例如，解码器800当在任何行的TCAM单元中存储数据信息或从其读出数据信息时选择性地驱动字线WL之一。优先编码器900响应于匹配线ML的逻辑状态而产生对应于当前输入的搜索数据的地址。
一个示例用于图解图9的操作：将在主CAM阵列100中的有缺陷列替换为在备用CAM阵列200-1和200-2中的备用列。假定在图9的主CAM阵列100中的MCn2已经被确定为有缺陷。作为响应，修理信号产生器600-2向转换电路400提供RPC[1:n]信号。在这种情况下，在图6中，修理信号RPSn具有逻辑低状态，修理信号RPS1至RPSn-1具有逻辑高状态。如图6所示，晶体管Qsa1到Qsan-1和Qsbn被接通，并且晶体管Qsb1到Qsbn-1和Qsan被断开。参见图10A，当RPCSn在逻辑低状态时，SLn和/SLn被在730中的与非门和反相器强制到逻辑低。因此，搜索线对(例如SLn和/SLn)具有逻辑低状态，而其他搜索线对SL1到/SLn-1具有与被断言的搜索数据相同的逻辑状态。
在图10B中，修理信号产生器600-2提供用于对应的缺陷单元的逻辑低状态的修理控制信号RPCSL，以便将冗余单元转换到缺陷单元的位线和数据连接。图10B示出了响应于逻辑低RPCSL而变为逻辑低状态的对应的搜索线驱动信号SSLL和/SSLL。
虽然已经参照本发明的优选实施例具体示出和说明了本发明，本领域的技术人员会明白，在不脱离所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以进行形式和细节上的各种改变。

Claims (33)

1.一种三进制按内容寻址的存储器(TCAM)器件，包括：
多个TCAM单元，用于存储数据，每个TCAM单元具有两个存储单元和一个比较电路，所述比较电路用于比较存储在存储单元中的数据和在连接到比较电路的搜索线对上输入的数据，其中所述比较电路包括第一、第二、第三和第四NMOS晶体管，第一和第二NMOS晶体管的漏极连接到匹配线，它们的栅极连接到存储单元，它们的源极连接到第三和第四NMOS晶体管的漏极，并且第三和第四NMOS晶体管的栅极连接到所述搜索线对，它们的源极连接到地。
2.按照权利要求1的TCAM器件，其中所述比较电路在存储于存储单元中的数据和在连接到比较电路的搜索线对上输入的数据之间不匹配时将匹配线放电。
3.按照权利要求1的TCAM器件，还包括预充电电路，它连接到所述搜索线对，用于当确定与其连接的存储单元中的至少一个有缺陷时将搜索线对的每个线放电到地。
4.按照权利要求3的TCAM器件，其中预充电电路包括两个NMOS晶体管，每个的栅极连接到电源节点、源极连接到地、漏极连接到搜索线对的对应的一个。
5.按照权利要求4的TCAM器件，其中预充电电路的两个NMOS晶体管被定为当在搜索线对上没有信号时在搜索线对提供低电平，并且提供与在搜索线对断言的信号相同的电平。
6.按照权利要求3的TCAM器件，还包括修理信号产生器，用于产生指示哪个存储单元有缺陷的信号。
7.按照权利要求6的TCAM器件，还包括冗余TCAM单元和转换电路，用于将至少多个被确定为有缺陷的TCAM单元的连接转换为冗余TCAM单元的对应连接。
8.按照权利要求7的TCAM器件，其中所述冗余TCAM单元形成TCAM单元的至少一列。
9.按照权利要求7的TCAM器件，其中转换电路输出用于将具有缺陷单元的TCAM单元的一列的连接转换到冗余TCAM单元的一列的对应连接的信号。
10.按照权利要求1的TCAM器件，其中所述存储单元是SRAM单元。
11.按照权利要求1的TCAM器件，其中所述存储单元是DRAM单元。
12.一种三进制按内容寻址的存储器(TCAM)器件，包括：
多个用于存储数据的TCAM单元，每个TCAM单元具有两个存储单元和一个比较电路，所述比较电路用于比较存储在存储单元中的数据和在连接到比较电路的搜索线对上输入的数据；
修理信号产生器，用于产生指示哪个存储单元有缺陷的信号；
预充电电路，连接到修理信号产生器和搜索线对，用于在从修理信号产生器接收到指示与其连接的存储单元有缺陷的信号时将搜索线对的每个放电到地。
13.按照权利要求12的TCAM器件，其中所述比较电路包括第一组多个MOS晶体管，它们连接在匹配线和第二组多个MOS晶体管之间，所述第二组多个MOS晶体管连接到地，其中第一组多个MOS晶体管被来自与其连接的存储单元的信号选通，第二组多个晶体管被来自搜索线对的信号选通。
14.按照权利要求12的TCAM器件，其中第一和第二组多个MOS晶体管是N型的，并且被配置以在对应的存储单元中的数据与在对应的搜索线对上的数据不匹配时将匹配线连接到地。
15.按照权利要求12的TCAM器件，其中预充电电路包括多个MOS晶体管，它们的栅极从修理信号产生器共同连接到信号线，所述多个MOS晶体管包括：一对晶体管，用于将搜索线对连接到地；均衡晶体管，用于在从修理信号产生器接收到在信号线上的启动信号时均衡搜索线对。
16.按照权利要求12的TCAM器件，还包括冗余TCAM单元和转换电路，所述转换电路用于将被确定为有缺陷的TCAM单元的至少多个连接转换到冗余TCAM单元。
17.按照权利要求16的TCAM器件，其中转换电路输出用于将具有缺陷单元的TCAM单元的一列的连接转换到冗余TCAM单元的一列的对应连接的信号。
18.按照权利要求12的TCAM器件，其中所述存储单元是SRAM单元。
19.按照权利要求12的TCAM器件，其中所述存储单元是DRAM单元。
20.一种三进制按内容寻址的存储器(TCAM)器件，包括：
多个用于存储数据的TCAM，每个TCAM单元具有两个存储单元和一个比较电路，所述比较电路用于比较存储在存储单元中的数据和在连接到比较电路的搜索线对上输入的数据，其中所述比较电路包括第一组多个MOS晶体管，它们连接在匹配线和第二组多个MOS晶体管之间，所述第二组多个MOS晶体管连接到地，其中第一组多个MOS晶体管被来自与其连接的存储单元的信号选通，第二组多个晶体管被来自搜索线对的信号选通。
21.按照权利要求20的TCAM器件，其中第一和第二组多个MOS晶体管是N型的，并且被配置以在对应的存储单元中的数据与在对应的搜索线对上的数据不匹配时将匹配线连接到地。
22.按照权利要求20的TCAM器件，还包括：主搜索线驱动器，用于将数据信号驱动到多个搜索线对；至少一个冗余搜索线驱动器，用于在确定连接到对应的搜索线对的至少一个存储单元有缺陷时替代主搜索线驱动器。
23.按照权利要求20的TCAM器件，还包括修理信号产生器，用于产生指示哪些存储单元有缺陷的信号。
24.按照权利要求23的TCAM器件，还包括冗余TCAM单元和转换电路，所述转换电路用于将至少多个被确定为有缺陷的TCAM单元的连接转换到冗余TCAM单元。
25.按照权利要求24的TCAM器件，其中所述转换电路输出用于将具有缺陷单元的TCAM单元的一列的连接转换到冗余TCAM单元的一列的对应连接的信号。
26.按照权利要求20的TCAM器件，还包括连接到搜索线对的预充电电路，用于在确定与其连接的存储单元中的至少一个有缺陷时将搜索线对的每个线放电到地。
27.按照权利要求20的TCAM器件，还包括存储器控制器，用于输出用于控制TCAM的操作的控制信号。
28.按照权利要求20的TCAM器件，其中所述存储单元是SRAM单元。
29.按照权利要求20的TCAM器件，其中所述存储单元是DRAM单元。
30.一种操作三进制按内容寻址的存储器(TCAM)器件的方法，包括：
比较存储在TCAM的存储单元中的数据和在连接到比较电路的搜索线对上输入的数据，其中所述比较电路包括第一组多个MOS晶体管，它们连接在匹配线和第二组多个MOS晶体管之间，所述第二组多个MOS晶体管连接到地，其中第一组多个MOS晶体管被来自与其连接的存储单元的信号选通，第二组多个晶体管被来自搜索线对的信号选通。
3 1.按照权利要求30的方法，还包括将被确定为有缺陷的TCAM单元的多个连接转换到冗余TCAM单元。
32.按照权利要求31的方法，其中TCAM单元的多个连接对应于冗余TCAM单元的一个列。
33.按照权利要求30的方法，还包括在确定与其连接的存储单元是有缺陷时将搜索线对的每个线放电到地。
CNB2004100077207A 2003-04-25 2004-03-05 按内容寻址的存储器器件 Expired - Fee Related CN100527275C (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR26427/03 2003-04-25
KR26427/2003 2003-04-25
KR10-2003-0026427A KR100505684B1 (ko) 2003-04-25 2003-04-25 칼럼 결함 복구가 가능한 캠 및 캄럼 결함 복구 방법
US10/644,145 US7002822B2 (en) 2003-04-25 2003-08-20 Content addressable memory device
US10/644,145 2003-08-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1540669A true CN1540669A (zh) 2004-10-27
CN100527275C CN100527275C (zh) 2009-08-12

Family

ID=36073778

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2004100077207A Expired - Fee Related CN100527275C (zh) 2003-04-25 2004-03-05 按内容寻址的存储器器件

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7274580B2 (zh)
EP (1) EP1471537B1 (zh)
JP (1) JP2004327028A (zh)
CN (1) CN100527275C (zh)
DE (1) DE602004001623T2 (zh)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101859596A (zh) * 2010-06-02 2010-10-13 中国科学院声学研究所 一种内容可寻址存储器
CN102142278A (zh) * 2010-01-14 2011-08-03 硅绝缘体技术有限公司 用于比较SeOI上的内容寻址存储器中数据的装置
CN102279217A (zh) * 2011-05-27 2011-12-14 东南大学 单神经元及多神经元集群间神经信号传递特性探测装置
CN101540753B (zh) * 2008-03-19 2012-01-04 中国科学院沈阳自动化研究所 基于三元内容寻址存储器通用现场总线接收方法及接收机
CN103531231A (zh) * 2013-10-28 2014-01-22 平湖凌云信息科技有限公司 三态内容寻址存储器
CN103915114A (zh) * 2014-04-01 2014-07-09 苏州无离信息技术有限公司 高密度三态内容可寻址存储器单元结构
CN104658599A (zh) * 2013-11-20 2015-05-27 瑞昱半导体股份有限公司 内容可寻址存储器
CN104733040A (zh) * 2013-12-23 2015-06-24 国际商业机器公司 三元内容可寻址存储器和用于访问该存储器的方法
CN104823243A (zh) * 2012-12-28 2015-08-05 高通股份有限公司 混合三元内容可寻址存储器
US9728258B1 (en) 2016-10-04 2017-08-08 National Tsing Hua University Ternary content addressable memory
CN107342102A (zh) * 2016-04-29 2017-11-10 上海磁宇信息科技有限公司 一种具有搜索功能的mram芯片及搜索方法
CN110047539A (zh) * 2017-12-27 2019-07-23 瑞萨电子株式会社 搜索存储器
CN111341365A (zh) * 2020-03-05 2020-06-26 北京大学 三态内容可寻址存储器及其操作方法
CN114300016A (zh) * 2020-10-07 2022-04-08 旺宏电子股份有限公司 三态内容可寻址存储器及其存储单元

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8089961B2 (en) * 2007-12-07 2012-01-03 University Of Florida Research Foundation, Inc. Low power ternary content-addressable memory (TCAMs) for very large forwarding tables
TWI349943B (en) * 2007-12-21 2011-10-01 Univ Nat Chiao Tung Leakage current cut-off device for ternary content addressable memory
CN101222434B (zh) * 2008-01-31 2011-04-20 福建星网锐捷网络有限公司 存储策略控制列表、策略搜索方法和三态寻址存储器
US9450609B1 (en) * 2015-03-31 2016-09-20 Altera Corporation Methods and apparatus for embedding an error correction code in memory cells
US9536608B1 (en) * 2015-11-17 2017-01-03 International Business Machines Corporation Content addressable memory device
US9484096B1 (en) * 2015-11-30 2016-11-01 National Tsing Hua University Ternary content-addressable memory

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2966638B2 (ja) * 1992-04-17 1999-10-25 三菱電機株式会社 ダイナミック型連想メモリ装置
CA2266062C (en) * 1999-03-31 2004-03-30 Peter Gillingham Dynamic content addressable memory cell
US6249467B1 (en) * 1999-10-18 2001-06-19 Netlogic Microsystems, Inc Row redundancy in a content addressable memory
US6310880B1 (en) * 2000-03-17 2001-10-30 Silicon Aquarius, Inc. Content addressable memory cells and systems and devices using the same
CA2313275C (en) * 2000-06-30 2006-10-17 Mosaid Technologies Incorporated Searchline control circuit and power reduction method
US6411538B1 (en) * 2000-11-28 2002-06-25 Silicon Access Networks Compact load-less static ternary CAM
JP2002334585A (ja) * 2001-05-02 2002-11-22 Sony Corp 半導体記憶装置
US6496399B1 (en) * 2001-08-28 2002-12-17 Integrated Device Technology, Inc. Compact ternary content addressable memory cell
US6717876B2 (en) * 2001-12-28 2004-04-06 Mosaid Technologies Incorporated Matchline sensing for content addressable memories
US6781857B1 (en) * 2002-02-27 2004-08-24 Integrated Device Technology, Inc. Content addressable memory (CAM) devices that utilize multi-port CAM cells and control logic to support multiple overlapping search cycles that are asynchronously timed relative to each other

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101540753B (zh) * 2008-03-19 2012-01-04 中国科学院沈阳自动化研究所 基于三元内容寻址存储器通用现场总线接收方法及接收机
CN102142278A (zh) * 2010-01-14 2011-08-03 硅绝缘体技术有限公司 用于比较SeOI上的内容寻址存储器中数据的装置
CN102142278B (zh) * 2010-01-14 2013-07-03 硅绝缘体技术有限公司 用于比较SeOI上的内容寻址存储器中数据的装置
CN101859596A (zh) * 2010-06-02 2010-10-13 中国科学院声学研究所 一种内容可寻址存储器
CN102279217B (zh) * 2011-05-27 2014-04-16 东南大学 单神经元及多神经元集群间神经信号传递特性探测装置
CN102279217A (zh) * 2011-05-27 2011-12-14 东南大学 单神经元及多神经元集群间神经信号传递特性探测装置
CN104823243B (zh) * 2012-12-28 2017-11-14 高通股份有限公司 混合三元内容可寻址存储器
CN104823243A (zh) * 2012-12-28 2015-08-05 高通股份有限公司 混合三元内容可寻址存储器
CN103531231A (zh) * 2013-10-28 2014-01-22 平湖凌云信息科技有限公司 三态内容寻址存储器
CN103531231B (zh) * 2013-10-28 2015-11-11 平湖凌云信息科技有限公司 三态内容寻址存储器
CN104658599B (zh) * 2013-11-20 2018-08-14 瑞昱半导体股份有限公司 内容可寻址存储器
CN104658599A (zh) * 2013-11-20 2015-05-27 瑞昱半导体股份有限公司 内容可寻址存储器
CN104733040A (zh) * 2013-12-23 2015-06-24 国际商业机器公司 三元内容可寻址存储器和用于访问该存储器的方法
CN104733040B (zh) * 2013-12-23 2017-06-16 国际商业机器公司 三元内容可寻址存储器和用于访问该存储器的方法
CN103915114A (zh) * 2014-04-01 2014-07-09 苏州无离信息技术有限公司 高密度三态内容可寻址存储器单元结构
CN107342102A (zh) * 2016-04-29 2017-11-10 上海磁宇信息科技有限公司 一种具有搜索功能的mram芯片及搜索方法
US9728258B1 (en) 2016-10-04 2017-08-08 National Tsing Hua University Ternary content addressable memory
CN110047539A (zh) * 2017-12-27 2019-07-23 瑞萨电子株式会社 搜索存储器
CN111341365A (zh) * 2020-03-05 2020-06-26 北京大学 三态内容可寻址存储器及其操作方法
CN111341365B (zh) * 2020-03-05 2022-02-15 北京大学 三态内容可寻址存储器及其操作方法
CN114300016A (zh) * 2020-10-07 2022-04-08 旺宏电子股份有限公司 三态内容可寻址存储器及其存储单元

Also Published As

Publication number Publication date
US20060062038A1 (en) 2006-03-23
EP1471537B1 (en) 2006-07-26
US7274580B2 (en) 2007-09-25
DE602004001623T2 (de) 2007-08-09
JP2004327028A (ja) 2004-11-18
DE602004001623D1 (de) 2006-09-07
EP1471537A1 (en) 2004-10-27
CN100527275C (zh) 2009-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100527275C (zh) 按内容寻址的存储器器件
US5576633A (en) Block specific spare circuit
US6781857B1 (en) Content addressable memory (CAM) devices that utilize multi-port CAM cells and control logic to support multiple overlapping search cycles that are asynchronously timed relative to each other
US6909647B2 (en) Semiconductor device having redundancy circuit
KR0158484B1 (ko) 불휘발성 반도체 메모리의 행리던던씨
KR100790442B1 (ko) 글로벌 리던던시를 갖는 메모리소자 및 그 동작 방법
JP3095064B2 (ja) 連想記憶装置
US6657878B2 (en) Content addressable memory (CAM) devices having reliable column redundancy characteristics and methods of operating same
JPH0817197A (ja) 半導体記憶装置
US7050317B1 (en) Content addressable memory (CAM) devices that support power saving longest prefix match operations and methods of operating same
US6055196A (en) Semiconductor device with increased replacement efficiency by redundant memory cell arrays
US6845025B1 (en) Word line driver circuit for a content addressable memory
US6353570B2 (en) Row redundancy circuit using a fuse box independent of banks
CN1901093A (zh) 用于非易失性存储设备的冗余选择器电路
KR100345679B1 (ko) 메인 워드라인 대치방식의 로우 리페어를 갖는 반도체메모리 장치
US7002822B2 (en) Content addressable memory device
US6917558B2 (en) Content addressable memory with redundant repair function
KR0145165B1 (ko) 용장 어드레스 디코더
US7068553B2 (en) Row redundancy circuit
US6545920B2 (en) Defective address storage scheme for memory device
US7117400B2 (en) Memory device with data line steering and bitline redundancy
US6920073B2 (en) Row redundancy circuit and repair method
KR100224791B1 (ko) 반도체 메모리에서 워드라인 구동 회로
KR100505411B1 (ko) 로오 리페어 회로
KR100396701B1 (ko) 디램 데이터 라인 리던던시 구조

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20090812

Termination date: 20140305