JP5330524B2 - 半導体連想メモリ装置 - Google Patents
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Landscapes
- Semiconductor Memories (AREA)
- Information Retrieval, Db Structures And Fs Structures Therefor (AREA)
Description
本実施形態の連想メモリ装置は、図1に示すように、単位検索メモリセル100を行方向に複数個直列接続して検索ワードストリング200を形成し、この検索ワードストリング200を列方向に複数個配列して検索ブロック201を形成することにより構成されている。
本実施形態において、検索ブロック201内のデータの完全一致検索は、次のように行う。
本実施形態においては、前記のような完全一致検索のほかに、部分一致検索を行うこともできる。
このようなCAMの応用例としてはコンピュータのウィルススキャンハードウェアが考えられる。即ち、各検索ワードストリング中に複数のウィルスの定義情報を予め保持しておき、特定のファイル中に定義情報と一致する情報が存在するかどうかを調べることにより、そのファイルにウィルスが含まれるかどうかを判断させることができる。この検索はソフトウェア等を用いた同様の検索処理と比べて格段に高速であるため、ウィルス検索の速度を大幅に向上させることができる。また、本実施形態に係わるCAMは他の方式と比べて、同じ面積でより大容量の情報を格納できるため、ウィルス定義ファイルのサイズが大きくとも問題なく格納することができる。
先に説明した第1の実施形態では、D領域とDb領域の2つの領域が直列に接続されていたが、本実施形態では、図6に示すように、これらを別々の出力端子に接続し、それぞれの出力端子の出力のアンド演算をワード出力としている。なお、図1と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。
図7は、本発明の第3の実施形態に係わる連想メモリ装置の概略構成を示すブロック図である。なお、図1と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。また、検索ブロックの表現が簡易化されているが、機能は図1と同様である。
図8は、本発明の第4の実施形態に係わる連想メモリ装置を示すブロック図である。なお、図1と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。
次に、第1〜第4の実施形態に用いられる単位検索メモリセルの実現方法について説明する。
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。単位検索メモリセルは、前記図9〜12,14に示した構成に限るものではなく、第1の入力端の入力データ及び記憶状態の少なくとも一方が“1”で且つ第2の入力端の入力データが“1”の場合に“1”を出力し、それ以外の場合は“0”を出力するものであればよい。また、検索ワードストリングのメモリセル数は、仕様に応じて適宜変更可能である。同様に、検索ブロックの検索ワードストリング数も、仕様に応じて適宜変更可能である。
101…第1の入力端
102…第2の入力端
103…出力端
200…検索ワードストリング
201,501,502,601…検索ブロック
202,204…ワード入力端子
203…ワード出力端子
210…第1のストリング
220…第2のストリング
230…論理積ゲート
250…センスアンプ
602…メモリブロック
701,702,707…パストランジスタ
703,704…可変抵抗素子
705…ダイオード
706…フラッシュメモリセル
Claims (10)
- 第1及び第2の入力端と出力端を有し、第1の入力端の入力データ及び記憶データの少なくとも一方が“1”で且つ第2の入力端の入力データが“1”の場合に“1”を出力し、それ以外の場合は“0”を出力するメモリセルと、
前記メモリセルの複数個を行方向に配列し、且つ隣接するメモリセル同士で前段のメモリセルの出力端と後段のメモリセルの第2の入力端を接続することにより構成された検索ワードストリングと、
前記検索ワードストリングの複数個を列方向に配列し、且つ同一列のメモリセルの第1の入力端を共通接続することにより構成された検索ブロックと、
を具備し、
前記メモリセルは、ソース同士及びドレイン同士が共通接続された第1及び第2のパストランジスタと、前記第2のパストランジスタのゲートに一端が接続され、他端が接地電位端に接続された第1の可変抵抗素子と、前記第2のパストランジスタのゲートに一端が接続され、他端が電源電位端に接続された第2の可変抵抗素子と、を備えて構成され、
前記第1のパストランジスタのゲートが前記第1の入力端、前記第1及び第2のパストランジスタの共通ソースが前記第2の入力端、前記第1及び第2のパストランジスタの共通ドレインが前記出力端であることを特徴とする半導体連想メモリ装置。 - 第1及び第2の入力端と出力端を有し、第1の入力端の入力データ及び記憶データの少なくとも一方が“1”で且つ第2の入力端の入力データが“1”の場合に“1”を出力し、それ以外の場合は“0”を出力するメモリセルと、
前記メモリセルの複数個を行方向に配列し、且つ隣接するメモリセル同士で前段のメモリセルの出力端と後段のメモリセルの第2の入力端を接続することにより構成された検索ワードストリングと、
前記検索ワードストリングの複数個を列方向に配列し、且つ同一列のメモリセルの第1の入力端を共通接続することにより構成された検索ブロックと、
を具備し、
前記メモリセルは、ソース同士及びドレイン同士が共通接続された第1及び第2のパストランジスタと、前記第2のパストランジスタのゲートに一端が接続され、他端が接地電位端に接続された可変抵抗素子と、前記第2のパストランジスタのゲートにカソードが接続され、アノードが電源電位端に接続されたダイオードと、を備えて構成され、
前記第1のパストランジスタのゲートが前記第1の入力端、前記第1及び第2のパストランジスタの共通ソースが前記第2の入力端、前記第1及び第2のパストランジスタの共通ドレインが前記出力端であることを特徴とする半導体連想メモリ装置。 - 第1及び第2の入力端と出力端を有し、第1の入力端の入力データ及び記憶データの少なくとも一方が“1”で且つ第2の入力端の入力データが“1”の場合に“1”を出力し、それ以外の場合は“0”を出力するメモリセルと、
前記メモリセルの複数個を行方向に配列し、且つ隣接するメモリセル同士で前段のメモリセルの出力端と後段のメモリセルの第2の入力端を接続することにより構成された検索ワードストリングと、
前記検索ワードストリングの複数個を列方向に配列し、且つ同一列のメモリセルの第1の入力端を共通接続することにより構成された検索ブロックと、
を具備し、
前記メモリセルは、ソース同士及びドレイン同士が共通接続された第1及び第2のパストランジスタと、前記第2のパストランジスタのゲートにソース/ドレインの一方が接続され、ソース/ドレインの他方が接地電位端に接続されたフラッシュメモリセルと、前記第2のパストランジスタのゲートにカソードが接続され、アノードが電源電位端に接続されたダイオードと、を備えて構成され、
前記第1のパストランジスタのゲートが前記第1の入力端、前記第1及び第2のパストランジスタの共通ソースが前記第2の入力端、前記第1及び第2のパストランジスタの共通ドレインが前記出力端であることを特徴とする半導体連想メモリ装置。 - 第1及び第2の入力端と出力端を有し、第1の入力端の入力データ及び記憶データの少なくとも一方が“1”で且つ第2の入力端の入力データが“1”の場合に“1”を出力し、それ以外の場合は“0”を出力するメモリセルと、
前記メモリセルの複数個を行方向に配列し、且つ隣接するメモリセル同士で前段のメモリセルの出力端と後段のメモリセルの第2の入力端を接続することにより構成された検索ワードストリングと、
前記検索ワードストリングの複数個を列方向に配列し、且つ同一列のメモリセルの第1の入力端を共通接続することにより構成された検索ブロックと、
を具備し、
前記メモリセルは、ソース同士及びドレイン同士が共通接続された第1及び第2のパストランジスタと、前記第2のパストランジスタのゲートにドレインが接続され、ソースが書き込み電極に接続された第3のパストランジスタと、を備えて構成され、
前記第1のパストランジスタのゲートが前記第1の入力端、前記第1及び第2のパストランジスタの共通ソースが前記第2の入力端、前記第1及び第2のパストランジスタの共通ドレインが前記出力端であることを特徴とする半導体連想メモリ装置。 - 前記検索ワードストリングの各々は、検索対象ワードが記憶されるD領域と前記検索対象ワードの反転データが記憶されるDb領域に分割され、前記検索ワードストリングの先頭のメモリセルの第2の入力端に“1”が入力され、前記Db領域内の各メモリセルの第1の入力端に被検索ワードIが入力され、前記D領域内の各メモリセルの第1の入力端に前記被検索ワードIの反転データIbが入力されることを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の半導体連想メモリ装置。
- 前記検索対象ワードは、論理値が“1”でも“0”でも許容されるドントケアビットを含み、該ビットに対しては前記D領域及び前記Db領域共に“1”を記憶させることを特徴とする請求項5に記載の半導体連想メモリ装置。
- 前記被検索ワードIは、論理値が“1”でも“0”でも許容されるドントケアビットを含み、該ビットに対しては前記被検索ワードI及び前記反転データIb共に“1”にすることを特徴とする請求項5に記載の半導体連想メモリ装置。
- 前記検索ワードストリングの各々は、前記メモリセルの複数個を行方向に配列し、且つ隣接するメモリセル同士で前段のメモリセルの出力端と後段のメモリセルの第2の入力端を接続することにより構成された第1のストリングと、前記第1のストリングと同じ構成の第2のストリングと、前記第1及び第2のストリングのそれぞれの末尾のメモリセルの出力端を入力とする論理積ゲートと、を備えて構成され、
前記第1のストリングの各メモリセルに検索対象ワードが記憶され、前記第2のストリングの各メモリセルに前記検索対象ワードの反転データが記憶され、前記第1及び第2のストリングのそれぞれの先頭のメモリセルの第2の入力端に“1”が入力され、前記第2のストリングの各メモリセルの第1の入力端に被検索ワードIが入力され、前記第1のストリングの各メモリセルの第1の入力端に前記被検索ワードIの反転データIbが入力されることを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の半導体連想メモリ装置。 - 請求項1〜4の何れかに記載の検索ブロックを2つ用い、
第1の検索ブロックにおいては、前記検索ワードストリングはそれぞれ、第1の検索対象ワードが記憶されるD領域と該ワードの反転データが記憶されるDb領域に分割され、前記検索ワードストリングの先頭のメモリセルの第2の入力端に“1”が入力され、前記Db領域内の各メモリセルの第1の入力端に被検索ワードIが入力され、前記D領域内の各メモリセルの第1の入力端に前記被検索ワードIの反転データIbが入力され、
第2の検索ブロックにおいては、前記検索ワードストリングはそれぞれ、第2の検索対象ワードが記憶されるD領域と該ワードの反転データが記憶されるDb領域に分割され、前記検索ワードストリングの先頭のメモリセルの第2の入力端に“1”が入力され、前記Db領域内の各メモリセルの第1の入力端に前記第1の検索ブロックの出力が被検索ワードJとして入力され、前記D領域内の各メモリセルの第1の入力端に前記被検索ワードJの反転データJbが入力されることを特徴とする半導体連想メモリ装置。 - 前記検索ワードストリング毎に設けられ、該検索ワードストリングの末尾のメモリセルの出力を検出するセンスアンプと、前記各センスアンプの検出値を記憶するメモリブロックと、を更に具備したことを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の半導体連想メモリ装置。
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