JPS6045506B2 - 連想メモリ装置 - Google Patents

連想メモリ装置

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JPS6045506B2
JPS6045506B2 JP14791079A JP14791079A JPS6045506B2 JP S6045506 B2 JPS6045506 B2 JP S6045506B2 JP 14791079 A JP14791079 A JP 14791079A JP 14791079 A JP14791079 A JP 14791079A JP S6045506 B2 JPS6045506 B2 JP S6045506B2
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associative memory
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JP14791079A
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JPS5671886A (en
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武 小倉
忠信 二階堂
健 武谷
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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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
    • 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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は連想メモリ装置に関する。
さらに詳細には検索データと完全に一致した記憶データ
は勿論、検索データとは一致していないが検索データと
ハミング距離によつて関連付けられた記憶データの検索
が可能な連想メモリ装置に関する。 検索データとハミ
ング距離によつて関連付けられた記憶データの検索が可
能な従来の連想メモリ装置にあつては、ハミング距離に
よる関連を求めるため、ハミング距離算出に必要な論理
演算機能を連想メモリセル内に分散的に配置した構成を
と つている。即ち、一致判定機能を持つ単純な連想メ
モリセルの各々にさらに数個の論理ゲートを付加してい
る。このため、同一容量の一致判定機能だけをもつ単純
な連想メモリ装置と比較して、必要な金物量及び消費電
力が飛躍的に増加する。さらに、従来のハミング距離算
出論理は、同一ワードを構成する連想メモリセル間を信
号が順次リップルして行く構成であり、1ワードを構成
するビット数が増加した場合、ハミング距離算出に要す
る時間が増加する。 以上述べたように、従来のこの種
の連想メモリ装置では、金物量、消費電力及び動作時間
の点で大容量の連想メモリ装置を構成することができな
いという欠点があつた。
本発明の目的は大容量、低電力、高速で、検索データ
とハミング距離によつて関連付けられた記憶データの検
索ができる連想メモリ装置を提供することにある。
まず本発明の連想メモリ装置に用いることが可1能な
MISトランジスタで構成された連想メモリセルの一例
を第1図で説明する。
第1図において、1、2および3は電流供給用のデプレ
ツシヨン形のMISトランジスタであり、4〜10は3
端子の電気的スイッチとして作用するエンハンスメント
形のMISトランジスタである。11および12はいわ
ゆるビット線であり、15はワード線である。13およ
び14は検索動作時、検索データSあるいはその否定デ
ータ百を供給する検索データ線であり、検索データが“
1゛か゜“0゛であるかによつて、一方にSを他方に百
を供給する。
16は検索結果によつて高電位あるいは低電位をとる検
索結果線であり、17は連想メモリセル外部に検索結果
を出力するための検索結果出力線である。
この検索結果出力線17にはビット線11,12および
検索データ線13,14に与えるデータにより、一致信
号あるいは不一致信号を出力することができる。また、
この検索結果出力線17は検索データ線13,14との
直流的な電流通路は持つていない。第1図に示す連想メ
モリセルの動作は衆知であり、その詳細は省略する。
極く簡単にその要点のみ説明すれば、連想メモリセルへ
の書込みは、ワード線15を高電位としてトランジスタ
9および10を開き、ビット線11,12を書込むデー
タ゜゜1゛もしくぱ゜0゛に従つて一方を高電位に、他
方を低電位にする。検索は前述したごとく、検索データ
線13,14は検索データ“1゛もしくは“0゛に従つ
て一方を高電位に、他方を低電位にする。これによつて
検索結果線16は一致、不一致の関係に対応して高電位
もしくは低電位となる。例えば一致した時に低電位とす
ると、トランジスタ6は開かれず、不一致の時に高電位
とするとトランジスタ6は開かれ、検索結果出力線17
の電位が低下する。なお、第1図の連想メモリセルをア
レイ状に配置し、同一ワードを構成する連想メモリセル
の検索結果出力線を共通に結線したとき、図中の電流供
給用のデプレツシヨン形MISトランジスタ3を共通化
することもできる。
即ち、1本の検索結果.出力共通線につき1個の電流供
給用デプレツシヨン形■Sトランジスタを設ければよい
。以下、第1図に示した連想メモリセルとMISトラン
ジスタ回路を適用して本発明の一実施例を説明するが、
連想メモリセルとしてこれに限定され−るものでないこ
とはいうまでもない。
第2図は本発明の一実施例を示し、第1図に示した連想
メモリセルと1ワードについて2つの差動形のレベル検
出回路を用いて構成した2ワード×3ビット構成の連想
メモリ装置である。
第2図において、18〜23は第1図に示した連想メモ
リセルから、電流供給用のデプレツシヨン形MISトラ
ンジスタ3を同一ワードで共通化して除いた連想メモリ
セルであり、24,25はそれぞれ共通化された電流供
給用のデプレツシヨン形MISトランジスタ1である。
第2図において、連想メモリセル18〜23内に、連想
メモリセルの一部の回路を示しているが、これと第1図
との対応は、ノ第1図のMISトランジスタ6、検索結
果線16、検索結果出力線17のそれぞれが、例えば第
2図の連想メモリセル18内の6,16,17に対応す
る。第2図において、26,27はそれぞれ同一ワード
を構成する3つの連想メモリセルの検索・結果出力線を
共通に結線した検索結果出力共通線であり、28,29
は連想メモリセル18,19,20で構成されたワード
に対するレベル検出回路であり、30,31は連想メモ
リセル21,22,23で構成されたワードに対するレ
ベル検゛出回路である。32はレベル検出回路28,3
0へ第1の参照用のレベルを供給する第1の参照用レベ
ル供給線であり、33はレベル検出回路29,31へ第
2の参照用レベルを供給する第2の参照用レベル供給線
であり、34,35はそれぞれレベル検出回路28,2
9からの出力端子であり、36,37はそれぞれレベル
検出回路30,31からの出力端子である。
以下、動作を説明するが、こ)では第2図の連想メモリ
セル18〜23は、それぞれの記憶データと対応する検
索データとが一致しているとき、第1図の検索結果線1
6に対応する部分が低電位となり、不一致のとき高電位
になるとして説明を行う。
本連想メモリセルを用いてこの逆の機能をも実現するこ
とができるが、この逆の場合も以下の説明と同様に説明
することができる。今、1つのワード、例えば連想メモ
リセル18,19,20からなるワードに着目して説明
を行う。
これらの説明はいずれのワードに対しても同様に説明で
きる。1ワードのうち、すべての検索データと記憶デー
タとが完全に一致している場合、電流供給用MISトラ
ンジスタ24によつて検索結果出力共通線26に供給さ
れる電荷は、いずれの連想メモリセルによつても引き抜
かれることがなく、検索結果出力共通線26は高電位に
チヤージアップされる。
以下、この高電位を■。とする。これに対して、検索デ
ータと記憶データの不一致ビットが1つ存在すると、不
一致ビットの位置にか)わりなく、不一致ビットに対応
する1つの連想メモリセル内の第1図の6に対応するM
ISトランジスタがオン状態となり、検索結果出力共通
線26と接地間に1つのある有限の抵抗値をもつ電流通
路が形成され、検索結果出力共通線26の電位はV。よ
り低下する。この電位をVO−ΔV1とする。さらに、
2つの不一致ビットが存在すると、ある有限の抵抗値を
もつ2つの電流通路が検索結果出力共通線26と接地間
に形成され、検索結果出力共通線26の電位はV。−Δ
V1よりさらに低下する。この電位を■。−ΔV1−Δ
■2とする。なお、これらの場合、検索結果出力共通線
26は他のワードの検索結果出力共通線と直流的な電流
通路をもつておらず、他のワードの検索結果出力共通線
の電位との相互干渉は起らない。また、こ)で、ΔVl
,ΔV2の値は電流供給用MISトランジスタ24と連
想メモリセル内の第1図中の6に対応する電流引き抜き
用MISトランジスタの電流駆動能力の関係によつて決
定されるが、通常、数百7n.v以上にとることが可能
である。今、いずれか一方の参照用レベル供給線にV。
とVO−Δ■1との中間電位を与え、他方の参照用レベ
ル供給線にV。−ΔV1とVO−ΔV1−Δ■2との中
間電位を与える。こ)では、第1の参照用レベル供給線
32にV。とV。一ΔV1との中間電位を与え、第2の
参照用レベル供給線33に■。−ΔV1とV。−ΔV1
−ΔV2との中間電位を与えるとする。このとき、レベ
ル検出回路28の出力により、検索結果出力共通線26
の電位がV。であるか、あるいはV。−ΔV1以下であ
るかを判別することができ、また、レベル検出回路29
の出力により、検索結果出力共通線26の電位が■。−
Δ■1以上であるか、あるいはVO−ΔV1−ΔV2以
下であるかを判別することができる。すなわち、レベル
検出回路28の出力から、検索データと記憶データが一
致しているか、あるいは不一致であるかを判別でき、ま
た、レベル検出回路29の出力から検索データと記憶デ
ータのハミング距離が1以下であるか、2以上であるか
を判別することができる。このように、1つのワードに
対応する2つのレベル検出回路の出力から、検索データ
と一致している記憶データか、あるいはハミング距離が
1の記憶データか、あるいは、ハミング距離が1以下の
記憶データか、あるいは、ハミング距離が1以上の記憶
データか、あるいは、ハミング距離が2以上の記憶デー
タのいずれかを含むワードを選択し、出力することが可
能となる。なお、検索動作において、マスクされている
ビットに関しては、対応する連想メモリセルを検索デー
タと記憶データとが一致している状態にしておけばよい
。すなわち、第1図において、検索データ線13,14
をともに低電位にしておけばよい。また、レベル検出回
路については、現在■Sトランジスタ回路の1つである
シリコンMOSトランジスタ回路において、検出感度限
界、数十TrLVが達成されており、本実施例が正常に
動作することは明らかである。本実施例では、1ワード
につき2つの差動形レベル検出回路を用いた例を示した
が、多値識別可能なレベル検出回路を用いたり、あるい
は、参照用レベルを変化させたり、2つの参照用レベル
を切り換えて1つのレベル検出回路を時分割的に用いた
りして構成することも容易である。
またより多くのレベル検出回路を参照用レベルを用いる
ことにより、識別可能なハミング距離を2以上とするこ
とも容易である。さらに本実施例では、参照用レベル共
給線は各ワードで共通に用いているが、これは各ワード
毎で異なる参照用レベル共給線を用いてもよい。以上説
明したように、検索データと完全には一)致していない
、検索データとハミング距離によつて関連づけられた記
憶データをも出力する機能を有した連想メモリを構成す
るには、従来、一致判定機能だけをもつ単純な連想メモ
リセルにさらに数個の論理ゲートを付加した連想メモリ
セルを用5いなければならなかつたが、本発明では、一
致判定機能だけをもつ単純な連想メモリセルと1ワード
につき1個あるいは複数個のレベル検出回路を用いるこ
とによつて構成できた)め、以下に示す利点が生ずる。
θ(1)記憶容量1ビットあたりに必要な金物量が飛躍
的に減少しており、同一金物量でより大容量の連想メモ
リを構成することができる。
(2)記憶容量1ビットあたりの消費電力が飛躍的に減
少しており、同一消費電力でより大容量の連想メモリを
構成することができる。
(3)1ワードを構成するビット数が増加した場合も、
検索結果出力に要する時間の増加が少く、高速動作が期
待できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の連想メモリ装置に用いて好適な連想メ
モリセルの一例を示す図、第2図は本発明の一実施例を
示す図である。 17・・・・・・検索結果出力線、18〜23・・・・
・・連想メモリセル、24および25・・・・・・電流
供給用デプレツシヨン形■Sトランジスタ、26および
27・・・・・検索結果出力共通線、28〜31・・・
・・ルベル検出回路、32および33・・・・・参照用
レベル供給線。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 記憶データと検索データとの一致、不一致の検索結
    果を出力する検索結果出力線を有する連想メモリセルを
    アレイ状に配置し、同一ワードを構成する連想メモリセ
    ルの検索結果出力線を共通に結線して同一ワード中で記
    憶データと検索データとが一致していないビットの数に
    よつてその電気的信号のレベルが変化する検索結果出力
    共通線となし、各ワードに対応した検索結果共通出力線
    の電気的信号レベルと、設定した1あるいは複数種類の
    参照用の電気的信号レベルとの大小関係を判別して検索
    を行なうことを特徴とする連想メモリ装置。
JP14791079A 1979-11-15 1979-11-15 連想メモリ装置 Expired JPS6045506B2 (ja)

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JPS5671886A JPS5671886A (en) 1981-06-15
JPS6045506B2 true JPS6045506B2 (ja) 1985-10-09

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE3138993A1 (de) * 1981-09-30 1983-04-14 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Speicherzelle, assoziativspeicher und verfahren zu deren betrieb
US5455784A (en) * 1993-08-09 1995-10-03 Nec Corporation Associative memory device with small memory cells selectively storing data bits and don't care bits

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