JPH0628870A - Association memory device - Google Patents

Association memory device

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Publication number
JPH0628870A
JPH0628870A JP4179824A JP17982492A JPH0628870A JP H0628870 A JPH0628870 A JP H0628870A JP 4179824 A JP4179824 A JP 4179824A JP 17982492 A JP17982492 A JP 17982492A JP H0628870 A JPH0628870 A JP H0628870A
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JP
Japan
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match
search
line
match flag
memory cell
Prior art date
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Pending
Application number
JP4179824A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasumitsu Murai
泰光 村井
Takeshi Hamamoto
武史 濱本
Narihito Yamagata
整人 山形
Masaaki Mihara
雅章 三原
Hideyuki Ozaki
英之 尾崎
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.)
Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd, Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd
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Publication of JPH0628870A publication Critical patent/JPH0628870A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C15/00Digital 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
    • G11C15/04Digital 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
    • G11C15/043Digital 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 using capacitive charge storage elements

Landscapes

  • Memory System Of A Hierarchy Structure (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a device with a high function and with a small circuit area by constituting a logicical operation circuit for AND retrieval and LINK retrieval with three Nch MOSFETs. CONSTITUTION:An association memory device is connected between a memory cell column and a match flag 5, and the gate and the drain of a first FET are conncted to a match line ML, and the gate of a second FET is connected to the inverse output line of the match flag 5 and the source of the second FET is connected to an AND enable signal line AME. The second FET is turned on when the latch data of the match flag is uncoincident at an AND retrieving time, and the match line ML is discharged. At a third FET, drain is connected to the source of the first FET, and gate is connected to the inverse output line of the match flag 5 of an adjacent memory cell column, and source is connected to a LINK enable signal line LME, and the third FET is turned on when the latch data of the match flag in adjacent memory cell column unit is uncoincident at a LINK retrieving time, and the match line ML is discharged. By such a constitution, the association memory device with a small area and with a high function is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、記憶内容を検索データ
としてアドレスを検出する内容アドレスメモリ(Conten
t Addressable Memory : CAM )と呼ばれる連想メモリ装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a content address memory (Conten) for detecting an address using stored content as search data.
t Addressable Memory: CAM).

【0002】[0002]

【従来の技術】CAMの基本機能は、アドレスを検索デー
タとする通常のメモリとは逆に、記憶内容を検索データ
とし、この検索データと一致したデータが記憶されてい
るメモリのアドレスを検索データとして出力することで
あって、この動作を一致検索と呼ぶ。CAMは、一般的
に、行・列方向に2次元アレイ状に並んだ複数の CAMセ
ルからなっている。
2. Description of the Related Art The basic function of a CAM is to use the stored contents as search data, as opposed to an ordinary memory that uses addresses as search data, and to search the address of a memory where data matching this search data is stored. Is output as, and this operation is called a match search. The CAM is generally composed of a plurality of CAM cells arranged in a two-dimensional array in the row and column directions.

【0003】図2は、“ A 288-kbit fully parallel c
ontent addressable memory usingstacked capacitor c
ell structure, ”( Proc. CICC ■91, May 1991, pp.1
0-3)に示されたダイナミック CAMセルの回路図であっ
て、この CAMセルを用いた一致検索の結果が一致の場合
を(a) に、不一致の場合を(b) に示す。
FIG. 2 shows "A 288-kbit fully parallel c".
ontent addressable memory using stacked capacitor c
ell structure, ”(Proc. CICC ■ 91, May 1991, pp.1
It is a circuit diagram of the dynamic CAM cell shown in 0-3), and (a) shows the case where the result of the match search using this CAM cell is a match, and (b) shows the case where it does not match.

【0004】CAMセルは、ワード単位のデータを記憶す
る複数の CAMセルが共通接続されるワード線WLと、一致
検索の結果を出力するマッチ線MLと、ワード線WL及びマ
ッチ線MLに直交し、 CAMセルの記憶値を決定する一対の
ビット線BL及び反転ビット線/BL と、セルプレート電位
Vcp に接続されており、 Mw0,Mw1,Ms0,Ms1,Md の5個の
Nチャネル MOSトランジスタと、Cs0,Cs1 の2個のキャ
パシタとから構成される。
The CAM cell is orthogonal to the word line WL to which a plurality of CAM cells that store data in word units are commonly connected, the match line ML that outputs the result of the match search, and the word line WL and the match line ML. , A pair of bit line BL and inverted bit line / BL that determine the stored value of the CAM cell, and the cell plate potential
It is connected to Vcp, and it has five Mw0, Mw1, Ms0, Ms1, Md
It consists of an N-channel MOS transistor and two capacitors Cs0 and Cs1.

【0005】さらに詳述すれば、トランジスタMw0 は、
ゲートがワード線WLに、ソースがビット線BLに、ドレイ
ンがノードN0に接続され、トランジスタMw1 は、ゲート
がワード線WLに、ソースが反転ビット線 /BL(以下、
“/ ”は反転信号を示す)に、ドレインがノードN1に接
続される。トランジスタMs0 は、ゲートがノードN0に、
ソースがビット線BLに、ドレインがノードN2に接続さ
れ、トランジスタMs1 は、ゲートがノードN1に、ソース
が反転ビット線 /BLに、ドレインがノードN2に接続さ
れ、トランジスタMdは、ソースがノードN2に、ドレイン
及びゲートがマッチ線MLに接続される。また、キャパシ
タCs0 はノードN0及びセルプレート電位 Vcpに接続さ
れ、キャパシタCs1 はノードN1及びセルプレート電位 V
cpに接続されている。
More specifically, the transistor Mw0 is
The gate is connected to the word line WL, the source is connected to the bit line BL, the drain is connected to the node N0, and the transistor Mw1 has a gate for the word line WL and a source for the inverted bit line / BL (hereinafter,
"/" Indicates an inverted signal), and the drain is connected to the node N1. The gate of the transistor Ms0 is at the node N0,
The source is connected to the bit line BL, the drain is connected to the node N2, the transistor Ms1 has the gate connected to the node N1, the source connected to the inverted bit line / BL, the drain connected to the node N2, and the transistor Md has the source connected to the node N2. In addition, the drain and the gate are connected to the match line ML. The capacitor Cs0 is connected to the node N0 and the cell plate potential Vcp, and the capacitor Cs1 is connected to the node N1 and the cell plate potential Vcp.
Connected to cp.

【0006】次に、動作について説明する。以下、
“1”及び“0”は2値論理レベルを表し、また「H」
は電源電位あるいはその近傍の電位を、「L」は接地電
位あるいはその近傍の電位を表す。図2(a) は記憶デー
タとして“1”(ノードN0に「H」、ノードN1に
「L」)を保持している CAMセルである。マッチ線MLを
「H」にプリチャージした後、検索データとしてビット
線対に“1”(ビット線BLに「H」、反転ビット線 /BL
に「L」)が与えられた場合、マッチ線MLの放電経路は
なく「H」を保つ。
Next, the operation will be described. Less than,
“1” and “0” represent binary logic levels, and also “H”
Represents a power supply potential or a potential in the vicinity thereof, and "L" represents a ground potential or a potential in the vicinity thereof. FIG. 2A shows a CAM cell holding "1" as storage data ("H" at node N0 and "L" at node N1). After precharging the match line ML to “H”, the bit line pair is set to “1” as search data (“H” to bit line BL, inverted bit line / BL
Is supplied to the match line ML, the match line ML does not have a discharge path and is kept at “H”.

【0007】図2(b) は、前述と同様に、記憶データと
して“1”(ノードN0に「H」、ノードN1に「L」)を
保持している CAMセルである。マッチ線MLを「H」にプ
リチャージした後、検索データとしてビット線対に
“0”(ビット線BLに「L」、反転ビット線 /BLに
「H」)が与えられた場合、マッチ線MLの電荷はトラン
ジスタMd及びMs0 を介してビット線BLに放電され、マッ
チ線MLは「L」となる。以上のように、この CAMは検索
データを与えた結果、マッチ線MLが「H」ならば一致の
検索結果(論理レベルは“1”)を示し、「L」ならば
不一致の検索結果(論理レベルは“0”)を表す。
FIG. 2B shows a CAM cell holding “1” (“H” in the node N0 and “L” in the node N1) as the storage data, as described above. If the match line ML is precharged to “H” and then “0” is given to the bit line pair (“L” to the bit line BL and “H” to the inverted bit line / BL) as search data, the match line The charge of ML is discharged to the bit line BL via the transistors Md and Ms0, and the match line ML becomes “L”. As described above, as a result of providing search data, this CAM shows a matching search result (logical level is “1”) if the match line ML is “H”, and a mismatching search result (logical level if it is “L”). The level represents “0”).

【0008】図3は上記のような CAMセルを2次元アレ
イ状に配置した CAMの構成を示すブロック図である。共
通のマッチ線MLn (n=0,1,2, …) 及び共通のワード線WL
n に接続された CAMセル列からなる CAMワード2が行方
向に配されている。各 CAMワード2のマッチ線MLn は対
応するセンスアンプ(S/A)3に接続され、センスア
ンプ3は、論理演算回路4を介してマッチフラグ5に接
続されている。
FIG. 3 is a block diagram showing the structure of a CAM in which the CAM cells as described above are arranged in a two-dimensional array. Common match line MLn (n = 0,1,2, ...) and common word line WL
A CAM word 2 consisting of a column of CAM cells connected to n is arranged in the row direction. The match line MLn of each CAM word 2 is connected to the corresponding sense amplifier (S / A) 3, and the sense amplifier 3 is connected to the match flag 5 via the logical operation circuit 4.

【0009】次に、動作について説明する。前述のよう
にビット線対(BLn, /BLn) に検索データが与えられる
と、各 CAMワード2毎にマッチ線MLn に一致・不一致の
検索結果を示す電位が出力され、各電位は対応するセン
スアンプ(S/A)3で増幅されて、各ワード毎に検索
結果を示す論理レベルが出力される。この検索結果は全
ワード並列で論理演算回路4に転送され、論理演算回路
4は全ワード並列に簡単な論理演算を行い、この論理演
算結果は各ワードに対応するマッチフラグに全ワード並
列に転送される。
Next, the operation will be described. As described above, when the search data is given to the bit line pair (BLn, / BLn), the potential indicating the matching / mismatching search result is output to the match line MLn for each CAM word 2, and each potential corresponds to the corresponding sense. It is amplified by the amplifier (S / A) 3 and a logical level indicating a search result is output for each word. This search result is transferred to the logical operation circuit 4 in all words in parallel, the logical operation circuit 4 performs a simple logical operation in all words in parallel, and the results of this logical operation are transferred to the match flag corresponding to each word in all words in parallel. To be done.

【0010】このような論理演算を伴う一致検索動作と
して AND検索、OR検索、LINK検索等が報告されている(
T. Ogura et. al “A 20-kbit associative memory LSI
forartificial intelligence machines,”IEEE J. Sol
id-States Circuit, vol. 24, pp.1014-1020, Aug. 198
9) 。
AND search, OR search, LINK search, and the like have been reported as match search operations involving such logical operations.
T. Ogura et. Al “A 20-kbit associative memory LSI
forartificial intelligence machines, ”IEEE J. Sol
id-States Circuit, vol. 24, pp.1014-1020, Aug. 198
9).

【0011】以下、 AND検索及びLINK検索について説明
する。図4はAND 検索及びLINK検索の論理演算機能を有
する従来の論理演算回路40周辺の構成を示す回路図であ
る。マッチ線MLは、制御信号TG1,TG2 の活性化によって
それぞれオンするMOS トランジスタ6,7 を介してマッチ
フラグ5に接続され、 MOSトランジスタ6,7 の中間にセ
ンスアンプ3が接続される。論理演算回路40は、マッチ
フラグMF及び MOSトランジスタ6,7 の中間のノードN3の
電位を入力とするNANDゲート8、NANDゲート8の出力端
に接続されるインバータ9、ソースがインバータ9の出
力に、ドレインがマッチフラグMFに接続され、 AND検索
イネーブル信号AME をゲート入力とする MOSトランジス
タ10からなる AND検索部と、ノードN3の電位及び隣接ワ
ードのマッチフラグMFを入力とするNANDゲート11、NAND
ゲート11の出力端に接続されるインバータ12、ソースが
インバータ12の出力に、ドレインがマッチフラグMFに接
続され、LINK検索イネーブル信号LME をゲート入力とす
る MOSトランジスタ13からなるLINK検索部とからなり、
論理演算回路40は CAMワード2毎に設けられている。
The AND search and LINK search will be described below. FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration around a conventional logical operation circuit 40 having logical operation functions of AND search and LINK search. The match line ML is connected to the match flag 5 via the MOS transistors 6 and 7 which are turned on by the activation of the control signals TG1 and TG2, respectively, and the sense amplifier 3 is connected between the MOS transistors 6 and 7. The logical operation circuit 40 includes a NAND gate 8 which receives the match flag MF and the potential of the intermediate node N3 between the MOS transistors 6 and 7, an inverter 9 connected to the output terminal of the NAND gate 8, and a source connected to the output of the inverter 9. , AND, the drain of which is connected to the match flag MF, and the AND search enable signal AME is used as a gate input for the AND search section, and the NAND gate 11 and the NAND which receives the potential of the node N3 and the match flag MF of the adjacent word as inputs.
It consists of an inverter 12 connected to the output terminal of the gate 11, a source connected to the output of the inverter 12, a drain connected to the match flag MF, and a LINK search unit consisting of a MOS transistor 13 whose gate input is the LINK search enable signal LME. ,
The logical operation circuit 40 is provided for each CAM word 2.

【0012】まず、通常の検索動作について説明する。
検索結果としてマッチ線MLに出力された電位はトランジ
スタ6の制御信号TG1を活性化することによってノードN
3に伝達され、センスアンプ3によって増幅される。さ
らにトランジスタ7の制御信号TG2 を活性化することに
よりノードN3の電位はマッチフラグ5のノードMF(以
下、マッチフラグMF)に転送され、マッチフラグMFに検
索結果としてラッチされる。
First, a normal search operation will be described.
The potential output to the match line ML as a search result activates the control signal TG1 of the transistor 6 to activate the node N.
It is transmitted to 3 and amplified by the sense amplifier 3. Further, by activating the control signal TG2 of the transistor 7, the potential of the node N3 is transferred to the node MF of the match flag 5 (hereinafter, match flag MF) and latched in the match flag MF as a search result.

【0013】次に、 AND検索動作について説明する。検
索結果としてマッチ線MLに出力された電位はトランジス
タ6の制御信号TG1を活性化することによってノードN3
に伝達され、センスアンプ3によって増幅される。この
ノードN3の電位及びマッチフラグMFの電位はNANDゲート
8及びインバータ9によって AND演算され、その結果が
ノードN4に出力される。さらにノードN4の電位はトラン
ジスタ10のゲートに入力される AND検索イネーブル信号
AMEを活性化することによってマッチフラグMFに転送さ
れ、検索結果としてラッチされる。
Next, the AND search operation will be described. The potential output to the match line ML as a search result activates the control signal TG1 of the transistor 6 to activate the node N3.
And is amplified by the sense amplifier 3. The potential of the node N3 and the potential of the match flag MF are ANDed by the NAND gate 8 and the inverter 9, and the result is output to the node N4. Further, the potential of the node N4 is input to the gate of the transistor 10 AND search enable signal
It is transferred to the match flag MF by activating AME and is latched as a search result.

【0014】次に、LINK検索動作について説明する。検
索結果としてマッチ線MLに出力された電位はトランジス
タ6の制御信号TG1を活性化することによってノードN3
に伝達され、センスアンプ3によって増幅される。この
ノードN3の電位及び隣接ワードのマッチフラグMF(P) の
電位はNANDゲート11及びインバータ12によって AND演算
され、その結果がノードN5に出力される。さらにノード
N5の電位はトランジスタ13のゲートに入力されるLINK検
索イネーブル信号LME を活性化することによってマッチ
フラグMFに転送され、検索結果としてラッチされる。
Next, the LINK search operation will be described. The potential output to the match line ML as a search result activates the control signal TG1 of the transistor 6 to activate the node N3.
And is amplified by the sense amplifier 3. The potential of the node N3 and the potential of the match flag MF (P) of the adjacent word are ANDed by the NAND gate 11 and the inverter 12, and the result is output to the node N5. More nodes
The potential of N5 is transferred to the match flag MF by activating the LINK search enable signal LME input to the gate of the transistor 13 and latched as the search result.

【0015】以上述べたように、通常検索ではマッチ線
MLの検索データがそのままマッチフラグMFに検索結果と
してラッチされ、 AND検索ではマッチ線MLの検索データ
はマッチフラグMFのラッチデータとの AND演算後、新た
な検索結果として再びマッチフラグMFにラッチされ、LI
NK検索ではマッチ線MLの検索データは隣接ワードのマッ
チフラグMF(P) のラッチデータとの AND演算後、検索結
果としてマッチフラグMFにラッチされる。
As described above, in the normal search, the match line is
The search data of ML is latched as it is in the match flag MF as the search result, and in AND search, the search data of the match line ML is ANDed with the latch data of the match flag MF and then latched again in the match flag MF as a new search result. , LI
In the NK search, the search data of the match line ML is ANDed with the latch data of the match flag MF (P) of the adjacent word, and then latched in the match flag MF as the search result.

【0016】上述のような AND検索機能を用いると、複
数回の検索結果の AND演算を全ワード並列に実行でき、
例えば、OR検索と組み合わせることにより複雑な関係検
索を実現できる。また、LINK検索機能を用いると、例え
ば隣接する複数ワードの検索を順次行うことにより、複
数ワードにわたる長いデータの検索を実現できる。
When the AND search function as described above is used, the AND operation of the search results of a plurality of times can be executed in all words in parallel,
For example, a complicated relational search can be realized by combining with an OR search. Further, by using the LINK search function, it is possible to search for long data over a plurality of words by sequentially searching for a plurality of adjacent words.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】ところで、 CAMを上述
のような関係検索,データベース検索に用いるには CAM
を大容量化することが必要であるが、大容量化とともに
メモリセルの集積度を向上させるには各 CAMセルの面積
を縮小し、 CAMセルの面積縮小に伴って CAMワードのピ
ッチも縮小する必要がある。
By the way, in order to use CAM for the above-mentioned relation retrieval and database retrieval, CAM is used.
It is necessary to increase the capacity of the CAM, but to increase the capacity and increase the integration density of memory cells, the area of each CAM cell is reduced, and the pitch of the CAM word is also reduced as the area of the CAM cell is reduced. There is a need.

【0018】また、上述の論理演算回路40を例えはCMOS
回路で構成した場合、 Pチャネル MOSトランジスタ6
個、 Nチャネル MOSトランジスタ8個の合計14個の MOS
トランジスタが必要となる。従って、 CAMの高機能化の
ために論理演算回路40を付加した場合、 CAMワード毎に
14個のトランジスタを付加するには、狭いワードピッチ
に多くのトランジスタ,配線をレイアウトする必要があ
るため、論理演算回路部分のレイアウトをコンパクト化
してセルの面積効率を上げることは難しい。さらに、論
理演算回路40をCMOS回路で構成した場合、 Nウェルと P
ウェルとを設ける必要があるため、回路面積がより増大
する。
The logical operation circuit 40 described above is, for example, a CMOS.
When configured in a circuit, P-channel MOS transistor 6
14 MOS transistors, 8 N-channel MOS transistors in total
A transistor is needed. Therefore, if the logical operation circuit 40 is added to improve the functionality of CAM,
In order to add 14 transistors, it is necessary to lay out many transistors and wirings in a narrow word pitch, so it is difficult to make the layout of the logic operation circuit part compact and improve the cell area efficiency. Furthermore, if the logic operation circuit 40 is composed of a CMOS circuit,
Since it is necessary to provide wells, the circuit area is further increased.

【0019】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたものであって、一致検索結果同志の論理演算
回路のレイアウト面積を小さく抑えることにより、小さ
い回路面積で高機能化を実現する連想メモリ装置の提供
を目的とする。
The present invention has been made to solve such a problem, and realizes a high function with a small circuit area by suppressing the layout area of the logical operation circuits of the matching search result comrades to be small. An object is to provide an associative memory device.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】本発明に係る連想メモリ
装置は、複数のメモリセル列とマッチフラグとの間に接
続されており、ゲート及びドレインがマッチ線に接続さ
れた第1トランジスタと、ドレインが第1トランジスタ
のソースに、ゲートがマッチフラグの反転信号出力線
に、ソースが ANDイネーブル信号線に接続されて、 AND
検索時にマッチフラグのラッチデータが不一致を示すデ
ータの場合にオンしてマッチ線を放電する第2のトラン
ジスタと、ドレインが第1トランジスタのソースに、ゲ
ートが、隣接するメモリセル列のマッチフラグの反転信
号出力線に、ソースがLINKイネーブル信号線に接続され
て、LINK検索時に隣接するメモリセル列単位のマッチフ
ラグのラッチデータが不一致を示すデータの場合にオン
してマッチ線を放電する第3のトランジスタとからなる
論理演算回路を備えたことを特徴とする。
An associative memory device according to the present invention includes a first transistor connected between a plurality of memory cell columns and a match flag, and having a gate and a drain connected to a match line. The drain is connected to the source of the first transistor, the gate is connected to the inverted signal output line of the match flag, and the source is connected to the AND enable signal line.
At the time of search, when the latch data of the match flag is data indicating a mismatch, the second transistor is turned on to discharge the match line, the drain is the source of the first transistor, and the gate is the match flag of the adjacent memory cell column. The source is connected to the LINK enable signal line to the inversion signal output line, and when the latch data of the match flag of the adjacent memory cell column unit at the time of LINK search is a data indicating a mismatch, it is turned on and the match line is discharged. It is characterized by including a logical operation circuit composed of the transistor.

【0021】[0021]

【作用】本発明に係る連想メモリ装置は、 AND検索時に
マッチフラグのラッチデータが一致を示している場合、
第2トランジスタがオンしないのでマッチ線は放電され
ず、メモリセル列の一致・不一致の検索結果がそのまま
マッチフラグにラッチされ、マッチフラグのラッチデー
タと一致検索結果との AND演算が行われたと同様の結果
が得られる。一方、 AND検索時にマッチフラグタのラッ
チデータが不一致を示している場合、第2トランジスタ
がオンするので第1及び第2トランジスタを介してマッ
チ線が放電され、マッチフラグのラッチデータと一致検
索結果とのAND演算が行われたと同様に、検索不一致の
データがマッチフラグにラッチされる。
In the associative memory device according to the present invention, when the latch data of the match flag indicates a match during AND search,
Since the second transistor does not turn on, the match line is not discharged, the match / mismatch search result of the memory cell row is latched as is in the match flag, and the AND operation of the match flag latch data and the match search result is performed. The result of is obtained. On the other hand, when the latch data of the match flag indicates a mismatch during the AND search, the second transistor is turned on, so that the match line is discharged via the first and second transistors, and the latch data of the match flag and the match search result are compared. Similarly to the case where the AND operation is performed, the search mismatch data is latched in the match flag.

【0022】また、LINK検索時に隣接するメモリセル列
におけるマッチフラグのラッチデータが一致を示してい
る場合、第3トランジスタがオンしないのでマッチ線は
放電されず、メモリセル列の一致・不一致の検索結果が
そのままマッチフラグにラッチされ、隣接するメモリセ
ル列におけるマッチフラグのラッチデータと一致検索結
果との AND演算が行われた同様の結果が得られる。一
方、LINK検索時に隣接するメモリセル列におけるマッチ
フラグのラッチデータが不一致を示している場合、第3
トランジスタがオンするので第1及び第3トランジスタ
を介してマッチ線が放電され、隣接するメモリセル列に
おけるマッチフラグのラッチデータと一致検索結果との
AND演算が行われたと同様に、検索不一致のデータがマ
ッチフラグにラッチされる。
Further, when the latch data of the match flag in the adjacent memory cell column indicates a match during the LINK search, the third transistor is not turned on, the match line is not discharged, and a match / mismatch search of the memory cell column is performed. The result is latched in the match flag as it is, and a similar result is obtained in which the latch data of the match flag in the adjacent memory cell column and the match search result are ANDed. On the other hand, if the latch data of the match flag in the adjacent memory cell columns indicates non-coincidence during the LINK search, the third
Since the transistor is turned on, the match line is discharged via the first and third transistors, so that the latch data of the match flag in the adjacent memory cell column and the match search result
Similarly to the case where the AND operation is performed, the search mismatch data is latched in the match flag.

【0023】[0023]

【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図に基づい
て説明する。図1は本発明に係る CAMの一実施例を示す
回路図であって、共通のワード線WL及びマッチ線MLに複
数の CAMセル1が接続された1単位の CAMワード(簡単
のため、1つの CAMセル1のみを図示する)を示してい
る。1単位の CAMワードのマッチ線MLは、 AND検索・LI
NK検索を行う論理演算回路41,制御信号TG1 をゲート入
力とする MOSトランジスタ6,及び制御信号TG2 をゲー
ト入力とする MOSトランジスタ7 を介してマッチフラグ
5 に接続され、トランジスタ6,7 の間のノードN3にはセ
ンスアンプ3が接続される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings showing its embodiments. FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a CAM according to the present invention. One unit of a CAM word in which a plurality of CAM cells 1 are connected to a common word line WL and a match line ML (for simplicity, 1 Only one CAM cell 1 is shown). Match line ML of 1 unit CAM word is AND search / LI
A match flag is passed through a logical operation circuit 41 for performing NK search, a MOS transistor 6 having a control signal TG1 as a gate input, and a MOS transistor 7 having a control signal TG2 as a gate input.
The sense amplifier 3 is connected to the node N3 between the transistors 6 and 7, which is connected to the transistor 5.

【0024】論理演算回路41は、3つの Nチャネル MOS
トランジスタ14,15,16から構成されており、前記第1の
トランジスタである MOSトランジスタ14はゲートとドレ
インとがマッチ線MLに接続され、前記第2のトランジス
タである MOSトランジスタ15はドレインが前記 MOSトラ
ンジスタ14のソースに、ゲートが反転マッチフラグ /MF
(マッチフラグMFの反転信号)に、ソースが反転 AND検
索イネーブル信号/AME( AND検索イネーブル信号AME の
反転信号)に接続され、前記第3のトランジスタである
MOSトランジスタ16はドレインが前記 MOSトランジスタ
14のソースに、ゲートが隣接ワードの反転マッチフラグ
/MF(P)(隣接ワードのマッチフラグMF(P) の反転信号)
に、ソースが反転LINK検索イネーブル信号/LME(LINK検
索イネーブル信号LME の反転信号)に接続されている。
The logical operation circuit 41 includes three N channel MOSs.
The MOS transistor 14 which is the first transistor has a gate and a drain connected to the match line ML, and the MOS transistor 15 which is the second transistor has a drain which is the MOS transistor. Inverted gate to the source of transistor 14 Match flag / MF
The source of the third transistor is connected to the inverted AND search enable signal / AME (the inverted signal of the AND search enable signal AME).
The drain of the MOS transistor 16 is the MOS transistor
Inverted match flag with gate adjacent to 14 sources
/ MF (P) (Inverted signal of match flag MF (P) of adjacent word)
In addition, the source is connected to the inverted LINK search enable signal / LME (the inverted signal of the LINK search enable signal LME).

【0025】なお、 CAMセル1は図2の CAMセルと同様
のものであって、5個の MOSトランジスタと2個のキャ
パシタとから構成され、特にその一致比較部分とマッチ
線MLへの出力部分は MOSトランジスタ24,25,26(MSd,MS
1,MS0 に相当) から構成される。
The CAM cell 1 is similar to the CAM cell of FIG. 2 and is composed of five MOS transistors and two capacitors, and in particular, its match comparison part and the output part to the match line ML. Is a MOS transistor 24,25,26 (MSd, MS
1, corresponding to MS0).

【0026】次に動作について説明する。通常の一致検
索動作の場合、まずマッチ線MLを「H」に充電する。続
いて CAMセル1に対してビット線BL及び反転ビット線 /
BLにデータが与えられ、 MOSトランジスタ25,26 のゲー
ト電位に応じて MOSトランジスタ24を介して一致比較結
果がマッチ線MLに出力される。このとき、論理演算回路
41の反転 AND検索イネーブル信号/AME及び反転LINK検索
イネーブル信号/LMEはともに「H」の電位レベルを保っ
ているので論理演算回路41は動作せず、マッチ線MLには
通常検索結果の電位レベルが出力される。この電位レベ
ルは、制御信号TG1 を活性化した後非活性化することに
よってノードN3にラッチされ、センスアンプ3で増幅
され、さらに、制御信号TG2 を活性化した後非活性
化することによってマッチフラグMFに転送され、通常の
一致検索結果がマッチフラグMFにラッチされる。
Next, the operation will be described. In the case of a normal match search operation, first, the match line ML is charged to "H". Then, for CAM cell 1, bit line BL and inverted bit line /
Data is given to BL, and the match comparison result is output to the match line ML via the MOS transistor 24 according to the gate potentials of the MOS transistors 25 and 26. At this time, the logical operation circuit
Since both the inverted AND search enable signal / AME and the inverted LINK search enable signal / LME of 41 maintain the potential level of "H", the logical operation circuit 41 does not operate and the match line ML normally receives the potential level of the search result. Is output. This potential level is latched at the node N3 by activating and then deactivating the control signal TG1, amplified by the sense amplifier 3, and further activated and deactivated by the control signal TG2 to obtain the match flag. It is transferred to the MF and the normal match search result is latched in the match flag MF.

【0027】次に AND検索動作について説明する。まず
通常の一致検索動作の場合と同様にマッチ線MLを「H」
に充電する。続いて CAMセル1に対してビット線BL及び
反転ビット線/BL にデータが与えられ、 MOSトランジス
タ25,26 のゲート電位に応じて MOSトランジスタ24を介
して一致比較結果がマッチ線MLに出力される。同時に、
論理演算回路41の反転 AND検索イネーブル信号/AMEを活
性化して「L」となる。この時、マッチフラグが“1”
(マッチフラグMFが「H」、反転マッチフラグ/MF が
「L」)ならば MOSトランジスタ15はオフしているので
論理演算回路41によってマッチ線MLは放電されない。従
って、論理演算回路41は動作せず、マッチ線MLには通常
検索結果の電位レベルが出力され、結果的にマッチフラ
グMFのラッチデータとの AND演算結果がマッチフラグMF
にラッチされる。
Next, the AND search operation will be described. First, the match line ML is set to "H" as in the normal match search operation.
To charge. Then, data is applied to the bit line BL and the inverted bit line / BL for the CAM cell 1, and the match comparison result is output to the match line ML via the MOS transistor 24 according to the gate potentials of the MOS transistors 25 and 26. It at the same time,
The inverted AND search enable signal / AME of the logical operation circuit 41 is activated and becomes "L". At this time, the match flag is "1"
If the match flag MF is "H" and the inverted match flag / MF is "L", the MOS transistor 15 is off and the logic operation circuit 41 does not discharge the match line ML. Therefore, the logic operation circuit 41 does not operate, the potential level of the normal search result is output to the match line ML, and as a result, the AND operation result with the latch data of the match flag MF is the match flag MF.
Latched on.

【0028】一方、マッチフラグが“0”(マッチフラ
グMFが「L」、反転マッチフラグ/MF が「H」)ならば
MOSトランジスタ15はオンするので論理演算回路41によ
ってマッチ線MLは放電され、結果的にマッチ線MLには通
常検索データとマッチフラグMFのラッチデータの AND演
算結果の電位レベルが出力される。この電位レベルは、
制御信号TG1 を活性化した後非活性化することによって
ノードN3に取り込まれ、センスアンプ3で増幅され、さ
らに、制御信号TG2 を活性化した後非活性化することに
よってマッチフラグMFに新たなデータとして転送され、
AND検索動作の結果がマッチフラグMFにラッチされる。
On the other hand, if the match flag is "0" (the match flag MF is "L" and the inverted match flag / MF is "H")
Since the MOS transistor 15 is turned on, the match line ML is discharged by the logical operation circuit 41, and as a result, the potential level of the AND operation result of the normal search data and the latch data of the match flag MF is output to the match line ML. This potential level is
When the control signal TG1 is activated and then deactivated, it is taken into the node N3, amplified by the sense amplifier 3, and when the control signal TG2 is activated and then deactivated, new data is added to the match flag MF. Transferred as
The result of the AND search operation is latched in the match flag MF.

【0029】次にLINK検索動作について説明する。まず
通常の一致検索動作の場合と同様にマッチ線MLを「H」
に充電する。続いて CAMセル1に対してビット線BL及び
反転ビット線/BL にデータが与えられ、 MOSトランジス
タ25,26 のゲート電位に応じて MOSトランジスタ24を介
して一致比較結果がマッチ線MLに出力される。同時に、
論理演算回路41の反転LINK検索イネーブル信号/LMEを活
性化して「L」となる。この時、隣接ワードのマッチフ
ラグが“1”(隣接ワードのマッチフラグMFが「H」、
隣接ワードからの反転マッチフラグ/MF(P)が「L」)な
らば MOSトランジスタ16はオフしているので論理演算回
路41によってマッチ線MLは放電されない。従って、論理
演算回路41は動作せず、マッチ線MLには通常検索データ
の電位レベルが出力され、結果的に隣接ワードのマッチ
フラグMFのラッチデータとの AND演算結果、即ちLINK検
索結果が当該ワードのマッチフラグMFにラッチされる。
Next, the LINK search operation will be described. First, the match line ML is set to "H" as in the normal match search operation.
To charge. Then, data is applied to the bit line BL and the inverted bit line / BL for the CAM cell 1, and the match comparison result is output to the match line ML via the MOS transistor 24 according to the gate potentials of the MOS transistors 25 and 26. It at the same time,
The inverted LINK search enable signal / LME of the logical operation circuit 41 is activated and becomes "L". At this time, the match flag of the adjacent word is "1" (the match flag MF of the adjacent word is "H",
If the inverted match flag / MF (P) from the adjacent word is "L", the MOS transistor 16 is off and the logic operation circuit 41 does not discharge the match line ML. Therefore, the logical operation circuit 41 does not operate, the potential level of the normal search data is output to the match line ML, and as a result, the AND operation result with the latch data of the match flag MF of the adjacent word, that is, the LINK search result is concerned. Latched in the match flag MF of the word.

【0030】一方、隣接ワードのマッチフラグが“0”
(隣接ワードのマッチフラグMFが「L」、隣接ワードか
らの反転マッチフラグ/MF(P)が「H」)ならば MOSトラ
ンジスタ16はオンするので論理演算回路41によってマッ
チ線MLは放電され、結果的にマッチ線MLには当該ワード
の通常検索結果データと隣接ワードのマッチフラグMF
(P) のラッチデータの AND演算結果の電位レベルが出力
される。この電位レベルは制御信号TG1 を活性化した後
非活性化することによってノードN3に取り込まれ、セン
スアンプ3で増幅され、さらに、制御信号TG2 を活性化
し、その後非活性化することによってマッチフラグMFに
新たなデータとして転送され、LINK検索の結果がマッチ
フラグMFにラッチされる。
On the other hand, the match flag of the adjacent word is "0".
If the match flag MF of the adjacent word is "L" and the inverted match flag / MF (P) from the adjacent word is "H", the MOS transistor 16 is turned on, and the match line ML is discharged by the logical operation circuit 41. As a result, in the match line ML, the normal search result data of the word and the match flag MF of the adjacent word
The potential level of the AND operation result of the latch data of (P) is output. This potential level is taken into the node N3 by activating and then deactivating the control signal TG1, amplified by the sense amplifier 3, and further activating the control signal TG2 and then deactivating it to obtain the match flag MF. Are transferred to the match flag MF as new data.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上のように、本発明に係る連想メモリ
装置は、 AND検索, LINK検索用の論理演算回路が3つの
Nチャネル MOSトランジスタで構成されるので、少ない
トランジスタ数、即ち小さい回路面積で高機能化が実現
され、大容量化に伴う集積度の向上が可能になるという
優れた効果を奏する。
As described above, the associative memory device according to the present invention has three logical operation circuits for AND search and LINK search.
Since it is composed of N-channel MOS transistors, it has an excellent effect that high functionality is realized with a small number of transistors, that is, a small circuit area, and the degree of integration can be improved with the increase in capacity.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る CAMの回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram of a CAM according to the present invention.

【図2】CAMセルによる検索動作を説明する回路図であ
る。
FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a search operation by a CAM cell.

【図3】従来の CAMの構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a conventional CAM.

【図4】従来の CAMの論理演算回路の回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram of a logical operation circuit of a conventional CAM.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 CAMセル 5 マッチフラグ 14,15,16 MOSトランジスタ 41 論理演算回路 WL ワード線 ML マッチ線 AME AND 検索イネーブル信号 LME LINK検索イネーブル信号 MF マッチフラグ MF(P) 隣接ワードのマッチフラグ 1 CAM cell 5 Match flag 14,15,16 MOS transistor 41 Logical operation circuit WL Word line ML Match line AME AND Search enable signal LME LINK Search enable signal MF Match flag MF (P) Match flag of adjacent word

フロントページの続き (72)発明者 濱本 武史 兵庫県伊丹市瑞原4丁目1番地 三菱電機 株式会社エル・エス・アイ研究所内 (72)発明者 山形 整人 兵庫県伊丹市瑞原4丁目1番地 三菱電機 株式会社エル・エス・アイ研究所内 (72)発明者 三原 雅章 兵庫県伊丹市瑞原4丁目1番地 三菱電機 株式会社エル・エス・アイ研究所内 (72)発明者 尾崎 英之 兵庫県伊丹市瑞原4丁目1番地 三菱電機 株式会社エル・エス・アイ研究所内Front Page Continuation (72) Inventor Takeshi Hamamoto 4-1-1 Mizuhara, Itami City, Hyogo Prefecture LS Electric Co., Ltd. LSE Research Institute (72) Inventor Yoshito Yamagata 4-1-1 Mizuhara, Itami City, Hyogo Mitsubishi Electric LSI Co., Ltd. (72) Inventor Masaaki Mihara 4-1-1 Mizuhara, Itami-shi, Hyogo Mitsubishi Electric Co., Ltd. LSI Research Institute (72) Hideyuki Ozaki 4-c, Mizuhara, Itami-shi, Hyogo No. 1 Mitsubishi Electric Corporation LSI Research Center

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数ビットからなるワード単位のデータ
を記憶する複数のメモリセル列が、該複数のメモリセル
列を駆動する共通のワード線、及び該複数のメモリセル
列単位で与えられる検索データとの一致又は不一致の検
索結果をマッチフラグ回路に出力するマッチ線に接続さ
れており、該複数のメモリセル列がアレイ状に配され、
前記メモリセル列単位のAND検索又はLINK検索が
可能な論理演算回路を有する連想メモリ装置において、 前記論理演算回路が、メモリセル列と該メモリセル列の
マッチフラグとの間に接続され、ゲート及びドレインが
マッチ線に接続された第1トランジスタと、ドレインが
第1トランジスタのソースに、ゲートがマッチフラグの
反転信号出力線に、ソースがAND検索イネーブル信号
線に接続された第2トランジスタと、ドレインが第1ト
ランジスタのソースに、ゲートが、隣接するメモリセル
列のマッチフラグの反転信号出力線に、ソースがLIN
K検索イネーブル信号線に接続された第3トランジスタ
とから構成されることを特徴とする連想メモリ装置。
1. A plurality of memory cell rows for storing word-by-word data consisting of a plurality of bits, a common word line for driving the plurality of memory cell rows, and search data provided in units of the plurality of memory cell rows. Is connected to a match line that outputs a search result of a match or a mismatch with a match flag circuit, and the plurality of memory cell columns are arranged in an array,
In an associative memory device having a logical operation circuit capable of AND search or LINK search in units of memory cell columns, the logical operation circuit is connected between a memory cell column and a match flag of the memory cell column, and a gate and A first transistor having a drain connected to the match line, a drain having a source connected to the first transistor, a gate having a match flag inverted signal output line, and a source connected to an AND search enable signal line; and a drain Is the source of the first transistor, the gate is the inverted signal output line of the match flag of the adjacent memory cell column, and the source is LIN.
An associative memory device comprising a third transistor connected to a K search enable signal line.
JP4179824A 1992-07-07 1992-07-07 Association memory device Pending JPH0628870A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002352589A (en) * 2001-05-25 2002-12-06 Fujitsu Ltd Associative storage device and precharge method

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JP2002352589A (en) * 2001-05-25 2002-12-06 Fujitsu Ltd Associative storage device and precharge method

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