JP3015493B2 - 半導体連想記憶装置 - Google Patents
半導体連想記憶装置Info
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- G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
- G06F16/90—Details of database functions independent of the retrieved data types
- G06F16/903—Querying
- G06F16/90335—Query processing
- G06F16/90339—Query processing by using parallel associative memories or content-addressable memories
Description
し、特に連想記憶として使用され、効率良くエントリ更
新ができ、容易に比較動作テストが可能な半導体連想記
憶装置に関する。
モリのヒットエントリナンバーを検出する技術は用いら
れておらず、図5に示すような連想メモリのヒット/ミ
スを検出する回路、若しくは1エントリ以上のヒットつ
まりエントリの多重選択の検出を行なう回路が用いられ
ていた。
装置では、CAMセルアレイ1を構成するCAMセル
は、データを記憶するフリップフロップと、EXOR
(Exclusive-OR;排他的論理和)回路から成り、1つの
エントリのCAMセルのEXOR回路は、アレイを横断
するマッチ線CMLi にそれぞれ連ねられている。この
マッチ線CMLi は、プリチャージ期間TP 中にサーチ
動作が行なわれて、各エントリのデータが、外部から入
力されたデータと並列に比べられ、その照合結果が一致
(ヒット)したエントリのマッチ線は”H”のまま残
り、そうでなかった(ミス)エントリのマッチ線は、C
AMセル中のEXOR回路によって”L”にディスチャ
ージされる。そして、RAMセルアレイ3中のヒットし
たエントリに対応するワード線RWLi が開き、データ
が読み出される。
トリの更新を実行する際に、ランダムに更新するエント
リが選択されるため、最も最近ヒットしたエントリが更
新されてしまう恐れがあり、効率が良くない。また、テ
スト時においても、全エントリの比較動作を確認するこ
とが困難である。
半導体連想記憶装置では、連想メモリのエントリの更新
を実行する際に、ランダムに更新するエントリが選択さ
れるために効率が悪い、またテスト時においても全エン
トリの比較動作を確認することが難かしいという欠点が
あった。
その目的は、連想メモリのエントリの更新を効率良く実
行し、更には連想メモリの比較動作のテストを容易に行
なうことのできる半導体連想記憶装置を提供することで
ある。
に、本発明の第1の特徴は、図1に示す如く、内部の保
持データと外部からの入力データを照合してヒット/ミ
スを検出する機能を備えるCAMセルから構成されてN
個のエントリを持つCAMセルアレイ1と、該CAMセ
ルアレイ1のN本のマッチ線上の信号によって直接アク
セスされるRAMセルアレイ3とを備える半導体連想記
憶装置において、各エントリのエントリ番号を特定しR
AMへのアクセスが行なわれたエントリのエントリ番号
を出力するエンコーダ回路7をRAMセルアレイのワー
ド線上に設けたことである。
半導体連想記憶装置において、前記エンコーダ回路7が
ROMで構成されることである。
半導体連想記憶装置において、前記エンコーダ回路7が
SRAM若しくはDRAMで構成されることである。
半導体連想記憶装置において、前記エンコーダ回路7
が、エントリ数Nを表現可能なビット数の第1及び第2
のビット線BL及びBLBによるビット線対と、前記C
AMセルアレイの照合結果であるワード線EWLm と、
ゲートが前記ワード線EWLm に接続されたNMOSト
ランジスタとから成る記憶セルをアレイ状に配置して構
成され、情報”0”を保持するビットは前記第1のビッ
ト線BLと電源VSS間に前記NMOSトランジスタを
接続し、情報”1”を保持するビットは前記第2のビッ
ト線BLBと電源VSS間に前記NMOSトランジスタ
を接続して構成されることである。
半導体連想記憶装置において、前記エンコーダ回路は、
エントリ数Nを表現可能なビット数のビット線と、前記
CAMセルアレイの照合結果であるワード線と、ゲート
が前記ワード線に接続され前記ビット線と電源間に接続
されたNMOSトランジスタとから成る記憶セルをアレ
イ状に配量して構成され、前記記憶セルが情報”0”を
保持するビットに対してのみ構成されることである。
3、または4に記載の半導体連想記憶装置において、前
記エンコーダ回路は、log2 N以上で最小の整数のビ
ット数で構成されることである。
アレイ1とその比較結果によってアクセスされ、データ
の読み出しを行うRAMセルアレイ3によって構成され
る半導体連想記憶装置において、各エントリのエントリ
番号を特定することのできるエンコーダ回路7を備え、
RAMセルアレイ3へのアクセスが行なわれたエントリ
のエントリ番号を出力する。従って、エンコーダ回路7
の出力をレジスタ等で記憶しておき、エントリの更新時
に参照することによって、最も最近ヒットしたエントリ
が更新されることを防止でき、また、半導体連想記憶装
置の比較動作のテストも容易に行うことができる。
説明する。
連想記憶装置の構成図を示す。
作を実行するCAMセルアレイ1と、その結果に対応し
てアクセスされるRAMセルアレイ3と、前記の2つの
ブロック間に配置されるロジック回路5と、そしてアク
セスされたRAMセルアレイ3のエントリ番号を出力す
るエンコーダ回路7で構成される。このエンコーダ回路
7は図1のように、半導体連想記憶装置の端、若しくは
本実施例の変形として、図2のようにCAMセルアレイ
1とRAMセルアレイ3の間に配置される。次に、この
半導体連想記憶装置の動作を説明する。先ずCAMセル
アレイ1に比較データが入力され、比較動作が実行され
る。その結果ヒットしたエントリが存在する場合それに
対応するRAMセルアレイ3のエントリデータが読み出
される。更にそのヒットしたエントリの番号がエンコー
ダ回路7より出力される。このエントリ番号は、リプレ
ース時もしくはテスト時に参照される。
作の結果ヒットしたエントリのエントリ番号は知りたい
が、RAMセルアレイへのアクセスは必要ない時がある
等の場合に対応した回路構成である。
体的な回路図であり、その構成は図1に対応している。
CAMセルアレイ1、ロジック回路5、RAMセルアレ
イ3、及びROMから成るエンコーダ回路7で構成され
ている。今、エントリ数を16とするとエンコーダ回路
7のROMは4ビットあればよいことになる。
作を説明する。先ず、全てのビット線EBLl を”H”
にプリチャージしておく。比較動作の結果、ヒットした
エントリのRAMセルアレイ3のワード線RWLi とそ
れにつながるエンコーダ回路7のROMのワード線EW
Lm は”L”から”H”にドライブされる。そして、セ
ルにNMOSトランジスタが配置されているビットのビ
ット線EBLl は "0" を、セルに何も配置されていな
いビットのビット線EBLl は "1"を出力する。例え
ば、図4で今ヒットしているエントリがエントリ0であ
れば0000を、また、今ヒットしているエントリがエ
ントリ1であれば0001がエンコーダ回路7から出力
されることになる。
イ3へのアクセスが行なわれたエントリのエントリ番号
を出力するエンコーダ回路7を付加した構成になってお
り、その出力結果をレジスタ等で記憶しておき、エント
リの更新時に参照することによって、最も最近ヒットし
たエントリが更新されることを防止でき、更に半導体連
想記憶装置の比較動作のテストを容易に行うこともでき
る。
想記憶装置の各エントリのエントリ番号を特定すること
のできるエンコーダ回路を備えることとしたので、エン
トリの更新を効率良く実行でき、しかも比較動作のテス
トも容易に行ない得る半導体連想記憶装置を提供するこ
とができる。
置の構成図である。
置の変形例の構成図である。
置の変形例の構成図である。
図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 内部の保持データと外部からの入力デー
タを照合してヒット/ミスを検出する機能を備えるCA
Mセルから構成されてN本のマッチ線を持つCAMセル
アレイと、該CAMセルアレイのマッチ線上の信号によ
ってワード線が活性化されるRAMセルアレイとを備え
る半導体連想記憶装置において、各マッチ線のエントリ
番号を特定しRAMへのアクセスが行なわれたエントリ
番号を出力するエンコーダ回路をRAMセルアレイの各
ワード線上に設けたことを特徴とする半導体連想記憶装
置。 - 【請求項2】 前記エンコーダ回路は、ROMで構成さ
れることを特徴とする請項1に記載の半導体連想記憶装
置。 - 【請求項3】 前記エンコーダ回路は、SRAM若しく
はDRAMで構成されることを特徴とする請求項1に記
載の半導体連想記憶装置。 - 【請求項4】 前記エンコーダ回路は、エントリ数Nを
表現可能なビット数のビット線と、前記CAMセルアレ
イの照合結果であるワード線と、ゲートが前記ワード線
に接続され前記ビット線と電源間に接続されたNMOS
トランジスタとから成る記憶セルをアレイ状に配列して
構成され、前記記憶セルが情報”0”を保持するビット
に対してのみ構成されることを特徴とする請求項2に記
載の半導体連想記憶装置。 - 【請求項5】 前記エンコーダ回路は、log2N以上
で最小の整数のビット数で構成されることを特徴とする
請求項1、2、3、または4に記載の半導体連想記憶装
置。
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