CN1614717B - 检测优先编码器中错误的方法及其内容可寻址存储器 - Google Patents

Abstract

提供了一种检测优先编码器中错误的方法及采用该方法的内容可寻址存储器(CAM)。该CAM包含CAM存储单元阵列、优先编码器、以及移位寄存器单元。优先编码器通过比较搜索数据与存储在CAM存储单元阵列中的数据来测试CAM存储单元阵列、以确定CAM存储单元阵列是否有错误。移位寄存器单元响应于时钟信号向优先编码器传送第一至第m测试数据以测试优先编码器。然后，第一至第m测试数据的逻辑电平与时钟信号同步地依次被改变。如果在优先编码器中没有错误，则优先编码器依次输出CAM单元阵列从最高有效位至最低有效位的字线地址。

Description

检测优先编码器中错误的方法及其内容可寻址存储器

技术领域

本发明涉及一种内容可寻址存储器，更具体地讲，涉及一种检测优先编码器中错误的方法及使用该方法的内容可寻址存储器。

背景技术

随机存取存储器(RAM)以及只读存储器(ROM)使用地址来指示存储单元的特定位置并且输出存储在该存储单元中的数据。在另一方面，内容可寻址存储器(CAM)接收外部数据，比较所接收的数据与其中存储的数据以确定所接收的数据是否匹配所存储的数据，并且输出其中存储匹配所接收数据的数据的存储单元的地址。

CAM的每个单元都包含比较电路。输入到CAM的数据与存储在其所有单元中的数据比较，并且所输出的地址指示匹配的结果。CAM广泛用于要求迅速检索诸如模式、列表、以及图像数据等信息的领域。

CAM分为二进制CAM或三进制CAM。通用二进制CAM包含存储“1”与“0”两个逻辑状态的RAM单元。二进制CAM包含比较器，其比较外部数据(例如搜索数据)与存储在RAM单元中的数据，并且如果搜索数据匹配所存储的数据，则将相应的匹配线(line)设置为预定的逻辑状态。在美国专利4646271、4780845、5490102、以及5495382中公开了二进制CAM的例子。三进制CAM可以存储三种逻辑状态“1”、“0”、以及“不在乎”。在美国专利5319590公开了三进制CAM的例子。

图1说明了现有CAM 100的结构。如图1所示，在CAM单元阵列110中存储数据。搜索数据从搜索数据/掩码寄存器130发送到CAM单元阵列110。此后，比较该搜索数据与存储在CAM单元阵列110中的数据。如果所存储的数据匹配搜索数据，则将匹配线(未示出)的逻辑电平设置为高或低电平。然后，匹配线检测单元150检测匹配线的逻辑电平。优先编码器160接收来自匹配线检测单元150的输出，并且输出连接到其中所存储的数据匹配搜索数据的CAM单元的字线的地址。如果优先编码器160输出字线地址，则连接到 该字线地址的CAM单元没有错误。

CAM 100一般使用优先编码器160来确定CAM单元阵列110是否有错误。然而，当有多个字线地址具有搜索数据与所存储的数据之间的匹配时，优先编码器160还输出最低有效位的字线地址。

例如，假定一块CAM单元阵列110包含m×n个单元(“m”表示行(row)数，“n”表示列数)。当有多个字线地址具有搜索数据与所存储的数据之间的匹配时，优先编码器160只输出最低有效位的地址。因此，不产生指示其中搜索数据也匹配所存储的数据的其他字线地址的信息。

为了确定连接到字线的CAM单元阵列110中是否有错误，从第一至第m-1字线写入相同的数据，例如“00”，并且向第m字线写入，例如“01”。然后，当“01”被用作搜索数据时，确定优先编码器160是否输出第m字线的地址。然后，从第一至第m-2字线写入“00”，并且向第m-1和第m字线写入“01”。然后，当“01”被用作搜索数据时，确定优先编码器160是否输出第m-1字线的地址。如果CAM单元阵列110中连接到第m-1字线的CAM单元中无错误，则优先编码器160将输出最低有效位的地址。即，在其中搜索数据匹配所存储的数据的两个字线(第m字线与第m-1字线)的地址之中，优先编码器160将输出第m-1字线的地址。

通过这种方式，检查至第一字线的所有字线以确定CAM单元阵列110中是否有错误。然而，当使用优先编码器160来确定CAM单元阵列110是否有错误时如果确实发生错误，则不容易确定是CAM单元阵列110还是优先编码器160造成了该错误。即使是优先编码器160而非CAM单元阵列110有错误，也可能看起来象CAM单元阵列110有错误。因此，确定优先编码器160是否有错误是重要的。

发明内容

本发明提供了一种用来检测优先编码器中错误的内容可寻址存储器及其方法。

根据本发明的一方面，提供了一种包含具有多个CAM单元的CAM存储单元阵列、优先编码器、以及移位寄存器单元的CAM。

优先编码器通过比较搜索数据与存储在多个CAM单元中的数据测试CAM存储单元阵列、以确定CAM存储单元阵列是否有错误。移位寄存器单元响应于时钟信号向优先编码器传送第一至第m测试数据以检测优先编码器。第一至第m测试数据的逻辑电平与时钟信号同步地依次被改变。如果在优先编码器中没有错误，则优先编码器依次输出CAM单元阵列从最高有效位至最低有效位的字线地址。

移位寄存器单元响应于时钟信号、依次生成在第一电平与第二电平之一上的第一至第m测试数据，并且包含串联连接的第一至第m移位寄存器。第一至第m移位寄存器响应于重置信号被重置为第二电平。第一移位寄存器包含连接到电源电压的输入端，响应于重置信号被重置，并且响应于时钟信号输出第一测试数据。

根据本发明的另一方面，提供了一种检测优先编码器中错误的方法，所述优先编码器比较搜索数据与存储在CAM单元阵列中的数据，并且根据比较结果测试CAM单元阵列以确定CAM单元阵列是否有错误。

所述方法包含：响应于时钟信号，向优先编码器传送第一至第m测试数据；响应于第一至第m测试数据，生成输出信号；以及读取该输出信号，以确定优先编码器是否有错误。第一至第m测试数据的逻辑电平与时钟信号同步地依次被改变。如果在读取输出信号期间确定在优先编码器中没有错误，则优先编码器依次输出CAM单元阵列从最高有效位至最低有效位的字线地址。

根据本发明的另一方面，提供了一种内容可寻址存储器，包含：内容可寻址存储单元阵列，用来存储数据；优先编码器，用来测试内容可寻址存储单元阵列，其中优先编码器响应于测试数据生成输出信号；以及移位寄存器单元，用来向优先编码器传送测试数据，其中测试数据与时钟信号同步地被改变。

内容可寻址存储单元阵列包含多个内容可寻址存储单元。移位寄存器单元包含多个移位寄存器。响应于时钟信号，测试数据在高电平与低电平之一上传送。当优先编码器没有在内容可寻址存储单元阵列中检测到错误时，所述输出信号包含与存储在内容可寻址存储单元阵列中的数据相关的从最高有效位至最低有效位的字线地址。

具体来讲，根据本发明的第一个方面，提供了一种内容可寻址存储器，包含：内容可寻址存储单元阵列，包含多个内容可寻址存储单元；优先编码器，用来通过比较馈送到所述内容可寻址存储单元阵列的搜索数据与存储在 所述多个内容可寻址存储单元中的数据来测试所述内容可寻址存储单元阵列，以确定在所述内容可寻址存储单元阵列中是否存在错误；以及移位寄存器单元，响应于馈送到该移位寄存器单元中的时钟信号而操作，用来向所述优先编码器传送第一至第m测试数据以测试所述优先编码器，从而确定在所述优先编码器中是否存在错误，其中m为大于或等于1的整数，并且，其中，第一至第m测试数据的逻辑电平与时钟信号同步地依次被改变并被馈送到所述优先编码器，由此所述优先编码器响应于所述第一至第m测试数据而生成输出。

根据本发明的第二个方面，提供了一种识别优先编码器中错误的方法，所述优先编码器比较搜索数据与存储在内容可寻址存储单元阵列中的数据，并且根据比较结果来测试内容可寻址存储单元阵列以确定内容可寻址存储单元阵列是否有错误，所述方法包含：响应于时钟信号而向优先编码器传送第一至第m测试数据，其中m为大于或等于1的整数；响应于第一至第m测试数据而从优先编码器生成对应于内容可寻址存储单元阵列的第m至第一字线地址的输出信号；以及读取该输出信号，以确定优先编码器是否有错误，其中如果优先编码器中有错误，则不产生与之相对应的第m到第一输出中的那些输出。

根据本发明的第三个方面，提供了一种内容可寻址存储器，包含：内容可寻址存储单元阵列，用来存储数据；优先编码器，用来测试内容可寻址存储单元阵列，其中优先编码器响应于搜索数据而生成输出信号，以测试所述内容可寻址存储单元阵列；以及移位寄存器单元，用来向优先编码器传送测试数据，以确定在所述优先编码器中是否存在错误，其中所述测试数据与时钟信号同步地被改变，并且改变对应于所述内容可寻址存储单元阵列的字线地址的第一至第m测试数据，其中如果优先编码器中有错误，则不输出与之相对应的第m到第一字线地址中的那些字线地址。

附图说明

通过以下参照附图的详细描述，本发明的以上与其他优点将变得明显，其中：

图1说明了现有内容可寻址存储器(CAM)的结构；

图2说明了根据本发明示范性实施方式的CAM的结构；

图3说明了图2的移位寄存器单元的电路图；

图4A至4C说明了使用图3的移位寄存器单元检测优先编码器中错误的方法；

图5为说明根据本发明示范性实施方式的、检测优先编码器中错误的方法的流程图。

具体实施方式

图2说明了根据本发明示范性实施方式的内容可寻址存储器(CAM)200的结构。参照图2，CAM 200包含搜索数据/掩码寄存器2 30以及CAM单元阵列210。CAM单元阵列210包含多个CAM单元。CAM 200还包含匹配线检测单元250，以及用来检测优先编码器260中错误的移位寄存器单元255，其中移位寄存器单元255连接在优先编码器260与匹配线检测单元250之间。CAM 200还包含输出数据寄存器270与字线解码器220。

图3说明了图2的移位寄存器单元255的电路图。图4A至4C说明了使用移位寄存器单元255检测图2的优先编码器260中错误的方法。图5为说明根据本发明示范性实施方式的、检测优先编码器260中错误的方法的流程图。

参照图5，响应于时钟信号，向优先编码器260发送第一至第m测试数据(步骤510)。响应于第一至第m测试数据，生成输出信号(步骤520)。然后，读取输出信号以确定优先编码器260是否有错误(步骤530)。即，移位寄存器单元255响应于时钟信号CLK、向优先编码器260发送第一至第m测试数据TDATA1至TDATAm。

假定一块CAM单元阵列210包含m×n个单元(其中“m”表示行数，“n”表示列数)，字线地址数目为“m”。相应地，施加给优先编码器260的测试数据数目也为“m”。

参照图3，移位寄存器单元255包含串联连接的第一至第m移位寄存器SR1至SRm。为了方便起见，在以下的讨论中，第一电平将称为高电平(例如“1”)，第二电平将称为低电平(例如“0”)。第一移位寄存器SR1，其输入 端连接到电源电压VDD，响应于重置信号RESET被重置，并且响应于时钟信号CLK输出第一测试数据TDATA1。第二移位寄存器SR2接收第一移位寄存器SR1的第一测试数据TDATA1，并且响应于时钟信号CLK输出第二测试数据TDATA2。通过这种方式，第m移位寄存器SRm接收第m-1移位寄存器SRm-1(未示出)的输出，并且响应于时钟信号CLK输出第m测试数据TDATAm。

然后，响应于重置信号RESET，将第一至第m移位寄存器SR1至SRm重置为第二电平。换而言之，响应于重置信号RESET，将第一至第m移位寄存器SR1至SRm重置为低电平。响应于电源电压VDD，第一移位寄存器SR1存储高电平数据，然后输出高电平上的第一测试数据TDATA1。响应于时钟信号CLK，第一移位寄存器SR1将第一测试数据TDATA1传送给第二移位寄存器SR2。因此，第二移位寄存器SR2也存储高电平数据。第二移位寄存器SR2生成高电平上的第二测试数据TDATA2，并且将其传送给第三移位寄存器SR3。相应地，与时钟信号CLK同步地，第一至第m测试数据TDATA1至TDATAm的逻辑电平依次从低电平变为高电平。最终，优先编码器260响应于第一至第m测试数据TDATA1至TDATAm，依次生成输出信号(步骤520)。

参照图4A，第一移位寄存器SR1生成高电平上的第一测试数据TDATA1，同时剩余第二至第m移位寄存器SR2至SRm生成低电平上的第二至第m测试数据TDATA2至TDATAm。然后，优先编码器260响应于在高电平上接收的第一测试数据TDATA1，输出第m字线地址。

参照图4B，响应于时钟信号CLK，第一移位寄存器SR1与第二移位寄存器SR2生成高电平上的第一测试数据TDATA1与第二测试数据TDATA2，第三至第m移位寄存器SR3至SRm生成低电平上的第三至第m测试数据TDATA3至TDATAm。然后，响应于在高电平上接收的第二测试数据TDATA2，优先编码器260输出第m-1字线地址。

然后，优先编码器260可以输出其中搜索数据匹配所存储的数据的字线地址的最低有效位的字线地址。

因为第一测试数据TDATA1与第二测试数据TDATA2以高电平传送给优先编码器260，所以优先编码器260确定连接到相应于第一测试数据TDATA1与第二测试数据TDATA2的字线地址的CAM单元是否有错误。

第一测试数据TDATA1的相应字线地址为第m字线地址，并且第二测试数据TDATA2的相应字线地址为第m-1字线地址。当第一移位寄存器SR1与第二 移位寄存器SR2输出高电平上的第一测试数据TDATA1与第二测试数据TDATA2时，从优先编码器260输出第m-1字线地址，这是因为m-1字线地址具有最低有效位。

通过这种方式，在“m”个时钟信号CLK循环中，响应于时钟信号CLK，第一至第m移位寄存器SR1至SRm生成高电平上的所有第一至第m测试数据TDATA1至TDATAm。

参照图4C，优先编码器260输出第一字线地址。如果没有错误，则优先编码器260依次输出CAM单元阵列210中最高有效位(MSB)至最低有效位(LSB)的字线地址。然而，如果有错误，则优先编码器260不能输出从MSB至LSB中的某些字线地址。

因此，通过依次将从移位寄存器单元255传送到优先编码器260的第一至第m测试数据TDATA1至TDATAm每一个的逻辑电平从低电平改变为高电平，并且观察从优先编码器260输出的字线地址，则可以确定优先编码器260的正常操作。

该根据本发明示范性实施方式的、寻找优先编码器260中错误的方法不需要连续向CAM单元阵列110写入数据并且通过比较搜索数据与存储在CAM单元阵列110中的数据来搜索匹配。虽然针对其示范性实施方式具体说明并描述了本发明，但是本领域技术人员应该理解在不脱离权利要求所限定的精神与范围的前提下可以在形式与细节上进行各种变化。

本发明要求于2003年11月3日向韩国知识产权局提交的韩国专利2003-77393的优先权，其内容全部融入此文作为参考。

Claims (13)

1.一种内容可寻址存储器，包含：

内容可寻址存储单元阵列，包含多个内容可寻址存储单元；

优先编码器，用来通过比较馈送到所述内容可寻址存储单元阵列的搜索数据与存储在所述多个内容可寻址存储单元中的数据来测试所述内容可寻址存储单元阵列，以确定在所述内容可寻址存储单元阵列中是否存在错误；以及

移位寄存器单元，响应于馈送到该移位寄存器单元中的时钟信号而操作，用来向所述优先编码器传送第一至第m测试数据以测试所述优先编码器，从而确定在所述优先编码器中是否存在错误，其中m为大于或等于1的整数，并且，其中，来自所述移位寄存器单元的第一至第m测试数据的逻辑电平与时钟信号同步地依次被改变并被馈送到所述优先编码器，由此所述优先编码器响应于所述第一至第m测试数据而生成输出。

2.根据权利要求1的内容可寻址存储器，其中如果在优先编码器中没有错误，则优先编码器依次输出内容可寻址存储单元阵列从最高有效位至最低有效位的字线地址。

3.根据权利要求1的内容可寻址存储器，其中移位寄存器单元响应于时钟信号依次生成在第一电平与第二电平之一上的第一至第m测试数据，并且包含串联连接的第一至第m移位寄存器。

4.根据权利要求3的内容可寻址存储器，其中第一至第m移位寄存器响应于重置信号被重置为第二电平。

5.根据权利要求4的内容可寻址存储器，其中第一移位寄存器包含连接到电源电压的输入端，响应于重置信号被重置，并且响应于时钟信号输出第一测试数据。

6.一种识别优先编码器中错误的方法，所述优先编码器比较搜索数据与存储在内容可寻址存储单元阵列中的数据，并且根据比较结果来测试内容可寻址存储单元阵列以确定内容可寻址存储单元阵列是否有错误，所述方法包含：

响应于时钟信号而向优先编码器传送第一至第m测试数据，其中m为大于或等于1的整数；

响应于第一至第m测试数据而从优先编码器生成对应于内容可寻址存储器的第m至第一字线地址的输出信号；以及

读取该输出信号，以确定优先编码器是否有错误，其中如果优先编码器中有错误，则不产生与之相对应的第m到第一输出中的那些输出。

7.根据权利要求6的方法，其中第一至第m测试数据的逻辑电平与时钟信号同步地依次被改变。

8.根据权利要求6的方法，其中如果在读取输出信号期间确定在优先编码器中没有错误，则优先编码器依次输出内容可寻址存储单元阵列从最高有效位至最低有效位的字线地址。

9.一种内容可寻址存储器，包含：

内容可寻址存储单元阵列，用来存储数据；

优先编码器，用来测试内容可寻址存储单元阵列，其中优先编码器响应于搜索数据而生成输出信号，以测试所述内容可寻址存储器；以及

移位寄存器单元，用来向优先编码器传送测试数据，以确定在所述优先编码器中是否存在错误，其中所述测试数据与时钟信号同步地被改变，并且改变对应于所述内容可寻址存储单元阵列的字线地址的第一至第m测试数据，其中如果优先编码器中有错误，则不输出与之相对应的第m到第一字线地址中的那些字线地址，其中m为大于或等于1的整数。

10.根据权利要求9的内容可寻址存储器，其中内容可寻址存储单元阵列包含多个内容可寻址存储单元。

11.根据权利要求9的内容可寻址存储器，其中移位寄存器单元包含多个移位寄存器。

12.根据权利要求9的内容可寻址存储器，其中响应于时钟信号，测试数据在高电平与低电平之一上传送。

13.根据权利要求9的内容可寻址存储器，其中当优先编码器没有在内容可寻址存储单元阵列中检测到错误时，所述输出信号包含与存储在内容可寻址存储单元阵列中的数据相关的从最高有效位至最低有效位的字线地址。

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