JPS63266697A - Contents access memory - Google Patents

Contents access memory

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JPS63266697A
JPS63266697A JP9977187A JP9977187A JPS63266697A JP S63266697 A JPS63266697 A JP S63266697A JP 9977187 A JP9977187 A JP 9977187A JP 9977187 A JP9977187 A JP 9977187A JP S63266697 A JPS63266697 A JP S63266697A
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JP
Japan
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memory
circuit
line
cam
memory element
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Application number
JP9977187A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshio Tominaga
富永 四志夫
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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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
    • G11C15/046Digital 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 non-volatile storage elements

Abstract

PURPOSE:To simplify a circuit by using a non-volatile memory element made capable of being erased, as the information storage part of a memory cell to constitute a contents access memory (CAM). CONSTITUTION:The CAM is constituted of plural memory cells CEL, which have the storage part using the non-volatile memory element, and relational logical part, and are matrix-arranged. The storage part of the memory cell CEL0 is provided with the non-volatile memory element Q1, e.g., a control gate and a floating gate, and a stack gate transistor which executes a selective storing operation by that its threshold voltage is changed according to the presence of the injection of an electric charge in the floating gate, is used. Thus, the number of the elements can be comparatively reduced, and the storage capacity of key information can be made larger.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、内容呼び出しメモリ(連想メモリ)に関す
るもので、例えば、lチップの半埋体集積回路装置によ
り構成された連想メモリに利用して有効な技術に関する
ものである。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a content-recall memory (associative memory), and is applicable to an associative memory constituted by an 1-chip semi-embedded integrated circuit device, for example. It is about effective techniques.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

連想メモリに関する文献として、例えば情報学会誌、v
o127 、N161986年6月、頁553〜W60
0「連想メモリ」がある。連想メモリに用いるられるの
が内容呼び出しメモリ (content−addre
ssedllIeIlory1以下単にCAMと呼ぶ場
合がある)であ以下内容呼び出しメモリは、データの検
索を高速に実行することができる。
For example, as a literature on associative memory, Journal of the Information Society of Japan, v.
o127, N16 June 1986, pp. 553-W60
0 There is "associative memory". Content-address memory is used as associative memory.
The content access memory (hereinafter referred to simply as CAM) can perform data searches at high speed.

上記CAMが普通のメモリと大きく異なる点は、記憶デ
ータをアドレス指定によってアクセスするのではなく、
記憶データの内容(キー)でアクセスすることである。
The major difference between the above CAM and ordinary memory is that the stored data is not accessed by addressing,
This means accessing the stored data using its contents (key).

つまり、CAMは、キーを入力すると記憶データとの間
で比較論理を採り、連想条件にかなった記憶データにフ
ラグ(ヒツトフラグ)を立てるといった機能を持つもの
である。
In other words, the CAM has a function of performing comparison logic with stored data when a key is input, and setting a flag (hit flag) on stored data that meets an association condition.

連想メモリにおいては、上記ヒツトフラグによって、例
えば上記キーに対応されたデータが格納されたRAMの
選択が自動的に行われ、それが出力される。
In the associative memory, the hit flag automatically selects, for example, a RAM in which data corresponding to the key is stored and outputs it.

このようなCAMを構成するメモリセルは、第3図に示
すように、インバータ回路N3とN40)入出力が互い
に交差接続されてなるラッチ回路と、このラッチ回路に
記憶情報の書き込み/読み出しのための伝送ゲートMO
SFETQ24.Q25及び比較論理回路を構成するM
OSFETQ20゜Q21及びQ22.Q23とから構
成される。
As shown in FIG. 3, the memory cells constituting such a CAM include inverter circuits N3 and N40) a latch circuit whose input and output are cross-connected to each other, and a latch circuit for writing/reading stored information in this latch circuit. transmission gate MO
SFETQ24. Q25 and M forming the comparison logic circuit
OSFETQ20゜Q21 and Q22. It consists of Q23.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

このメモリセルにあっては、上記インバータ回路N3.
N4がそれぞれ2(tIifづつのMOS F ETに
より構成され、合計で10個のMOSFETが必要にな
ってしまう。このため、半導体集積回路装置に構成する
場合、その集積度が比較的小さくなってしまう、それ故
、大量のデータの検索機能を持たせる場合、複数の半導
体集積回路装置を用いざるを得なくなり、システムの大
型化やコスト高が避けられない。また、その電源が遮断
されると、上記メモリセルに記憶されたデータが消滅し
てしまうため、電源投入の度にデータの格納が必要にな
る。
In this memory cell, the inverter circuit N3.
Each of N4 is composed of 2 (tIif) MOS FETs, and a total of 10 MOSFETs are required.For this reason, when configured into a semiconductor integrated circuit device, the degree of integration becomes relatively small. Therefore, when providing a search function for large amounts of data, it is necessary to use multiple semiconductor integrated circuit devices, which inevitably increases the size and cost of the system.Furthermore, if the power is cut off, Since the data stored in the memory cells disappears, it is necessary to store the data every time the power is turned on.

この発明の目的は、回路の簡素化を図った内容呼び出し
メモリを提供することにある。
An object of the present invention is to provide a content recall memory with a simplified circuit.

この発明の他の目的は、登録したデータの不揮発化を実
現した内容呼び出しメモリを提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a content recall memory in which registered data is made non-volatile.

この発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、
この明細書の記述および添付図面から明らかになるであ
ろう。
The above and other objects and novel features of this invention include:
It will become clear from the description of this specification and the accompanying drawings.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記の通りである。
A brief overview of typical inventions disclosed in this application is as follows.

すなわち、CAMを構成するメモリセルの情報記憶部と
して、消去可能にされた不揮発性記憶素子を利用するも
のである。
That is, an erasable non-volatile memory element is used as the information storage section of the memory cell forming the CAM.

〔作 用〕[For production]

上記した手段によれば、メモリセルの記憶部が不揮発性
の記憶素子により構成されるから素子数の削減と、登録
データの不揮発化を実現できるものである。
According to the above-mentioned means, since the storage section of the memory cell is constituted by non-volatile storage elements, it is possible to reduce the number of elements and make registered data non-volatile.

〔実施例〕〔Example〕

第2図には、この発明が適用された連想メモリの一実施
例のブロック図が示されている。
FIG. 2 shows a block diagram of an embodiment of an associative memory to which the present invention is applied.

同図の各回路ブロックは、公知のMO3集積回路の製造
技術によって、特に制限されないが、単結晶シリコンの
ような1個の半導体基板上において形成される。
Each circuit block in the figure is formed on a single semiconductor substrate such as, but not limited to, single crystal silicon using a known MO3 integrated circuit manufacturing technique.

入力(問い合わせ)レジスタR1には、n+1ビット(
XO”Xn)からなり、そのうちの任意の数ビットから
なるキー(問い合わせ内容)を含んだ入力データXO〜
Xnがセントされる。
The input (inquiry) register R1 contains n+1 bits (
Input data XO~ containing a key (inquiry content) consisting of any number of bits among them
Xn is cent.

上記入力レジスタR1の出力信号は、特に制限されない
が、マスクレジスタR2を介してCAMの相補データ線
に供給される。マスクレジスタR2は、×が付されたビ
ットの照合を実質的に無効にさせる機能を持つ。例えば
、×が付されたビットは、その出力信号が上記入力レジ
スタR1におけるビットのハイレベル/ロウレベルに無
関係にロウレベルにされる。これにより、それに対応さ
れたCAMのメモリセルCELの記憶情報との比較論理
出力が常に一致となるようにさせるものである。
The output signal of the input register R1 is supplied to the complementary data line of the CAM via the mask register R2, although this is not particularly limited. The mask register R2 has a function of substantially invalidating the cross-marked bits. For example, the output signal of the bit marked with an x is made low regardless of the high level/low level of the bit in the input register R1. This ensures that the comparison logic output with the stored information of the corresponding CAM memory cell CEL always matches.

CAMは、回路の簡素化のために不揮発性の記憶素子を
用いた記憶部と、比較論理部(判定回路)とを持つマト
リックス配置された複数のメモリセルCELから構成さ
れる。例えば、横のけには上記レジスタR1と同じビッ
ト数(n+1ビット)のメモリセルCELが配置され、
縦の列には、格納される最大のキー数に対応されたメモ
リセルCELが配置される。
The CAM is composed of a plurality of memory cells CEL arranged in a matrix, each having a memory section using a non-volatile memory element and a comparison logic section (determination circuit) to simplify the circuit. For example, a memory cell CEL having the same number of bits (n+1 bits) as the register R1 is placed on the side,
Memory cells CEL corresponding to the maximum number of stored keys are arranged in the vertical columns.

上記メモリセルCELの具体的回路構成は、第1図に示
すように、次の回路により構成される。
The specific circuit configuration of the memory cell CEL is comprised of the following circuit, as shown in FIG.

その具体的回路が代表として例示的に示されているメモ
リセルCELOの記憶部は、不揮発性記憶素子Q1、例
えばコントロールゲートとフローティングゲートとを備
え、フローティングゲートヘの電荷の注入の有無によっ
てそのしきい値電圧が変化されることによって情報記憶
動作を行うスタックドゲートトランジスタが用いられる
。この記憶素子Q1のソースは回路の接地電位に結合さ
れ、そのドレインと、一方のデータ線Doとの間にはス
イッチMOSFETQ2が設けられる。また、上記記憶
素子Q1のオン状H/オフ状態に従った読み出し信号を
得るために、上記記憶素子Q1のドレインと回路の電源
電圧Vccとの間には、高抵抗Rが設けられる。この高
抵抗Rは、特に制限されないが、メモリセルの占有面積
を小さくするために、後述する比較論理部のMOSFE
TQ3やインバータ回路N1を構成するMOS F E
Tのゲート電極を構成するポリシリコン層と一体的に構
成される。これによって、上記抵抗Rは実質的にはメモ
リセルの占有面積を増加させることなく形成できる。
The storage section of the memory cell CELO, the specific circuit of which is exemplified as a representative, includes a nonvolatile storage element Q1, for example, a control gate and a floating gate, and its state is changed depending on whether or not charge is injected into the floating gate. A stacked gate transistor is used which performs an information storage operation by changing a threshold voltage. The source of this memory element Q1 is coupled to the ground potential of the circuit, and a switch MOSFET Q2 is provided between its drain and one data line Do. Further, in order to obtain a read signal according to the on-state H/off state of the memory element Q1, a high resistance R is provided between the drain of the memory element Q1 and the power supply voltage Vcc of the circuit. This high resistance R is not particularly limited, but in order to reduce the area occupied by the memory cell, the high resistance R is
MOS F E that constitutes TQ3 and inverter circuit N1
It is constructed integrally with the polysilicon layer that constitutes the gate electrode of T. Thereby, the resistor R can be formed without substantially increasing the area occupied by the memory cell.

上記記憶素子Q1のコントロールゲートは、読み出し/
書き込みワード線SWに接続される。また、スイッチM
OSFETQ2は、書き込みワード線WWに接続される
。上記ワード線SWとWWは、同図において横方向に延
長され、同じ行に示されている他のメモリセルCELn
の記憶素子Q7等とスイッチMOSFETQ8等のゲー
トにそれぞれ接続される。
The control gate of the storage element Q1 has a read/write function.
Connected to write word line SW. Also, switch M
OSFETQ2 is connected to write word line WW. The word lines SW and WW are extended in the horizontal direction in the figure, and are connected to other memory cells CELn shown in the same row.
are connected to the gates of the storage element Q7, etc., and the gates of the switch MOSFET Q8, etc., respectively.

上記一対の相補データ線00.Doは、同図において縦
方向に延長され、同じ列の他のメモリセル(図示せず)
に対して共通に接続される。
The pair of complementary data lines 00. Do extends vertically in the figure and connects other memory cells (not shown) in the same column.
Commonly connected to.

比較論理部(判定回路)は、上記記憶素子Q1のドレイ
ン出力を受けるMOSFETQ3と、相補データ線DO
にゲートが結合されたMOSFETQ4の直列回路と、
上記記憶素子Q1のドレイン出力を受けるインバータ回
路N1の出力信号がゲートに供給されたMOSFETQ
5と、相補データ線Doにゲートか結合されたMOS 
F ETQ6の直列回路から構成される。これらの一対
の直列MOSFETQ3.Q4及びQ5.Q6は、同図
において横方向に延長される出力vAS1のディスチャ
ージ経路を構成する。すなわち、出力線S1は、プリチ
ャージ信号PCを受けるMOSFETQ13によってプ
リチャージが行われ、上記直列MOSFETQ3.Q4
又はQ5.Q6により記憶情報と不一致信号が入力され
たときディスチャージが行われる。この出力線S1の信
号は、センスアンプSAにより判定される。
The comparison logic section (judgment circuit) includes a MOSFET Q3 that receives the drain output of the storage element Q1, and a complementary data line DO.
A series circuit of MOSFETQ4 whose gate is coupled to
MOSFETQ whose gate is supplied with the output signal of the inverter circuit N1 which receives the drain output of the storage element Q1.
5 and a MOS whose gate is coupled to the complementary data line Do.
Consists of a series circuit of FETQ6. These pair of series MOSFETQ3. Q4 and Q5. Q6 constitutes a discharge path for the output vAS1 that extends in the horizontal direction in the figure. That is, the output line S1 is precharged by the MOSFET Q13 that receives the precharge signal PC, and is precharged by the series MOSFET Q3. Q4
Or Q5. Discharge is performed by Q6 when a signal that does not match the stored information is input. The signal on this output line S1 is determined by the sense amplifier SA.

次に、上記メモリセルへの書き込み動作を説明する。上
記メモリセルへの書き込み動作は、基本的には公知のE
FROMの書き込み動作と同様である。すなわち、一方
の相補データvADOないしDnには、例えば、ディプ
レフジョンMOSFETを用いたスイッチ回路と、高抵
抗により構成される書き込み高電圧供給回路が設けられ
る。または、これに代え、0M03回路により構成され
る電圧変換回路が設けられる。例えば、上記ディプレッ
ション型のスイッチMOS F ETを用いる場合には
、そのゲートに書き込み動作のときにロウレベル(回路
の接地)電位にされる制御信号が供給される。これによ
り、上記レジスタR2から相補データ線Doに対応した
出力信号がハイレベルなら、ディプレッションMOSF
ETがオフ状Bになって、相補データ線DOは書き込み
用高電圧に従ったハイレベルにされる。また、上記レジ
スタR2から相補データ線DOに対応した出力信号がロ
ウレベルならディプレッションMO5FETがオン状態
を維持し、相補データ線DOを回路の接地電位に維持す
る。また、レベル変換回路にあっては、5vのようなハ
イレベルを12Vような書き込み高電圧に変換し、ロウ
レベルはそのまま回路の接地電位にする。
Next, a write operation to the above memory cell will be explained. The write operation to the above memory cell is basically performed using the well-known E
This is similar to the write operation of FROM. That is, one of the complementary data vADO to Dn is provided with a write high voltage supply circuit composed of, for example, a switch circuit using a depression MOSFET and a high resistance. Alternatively, instead of this, a voltage conversion circuit constituted by a 0M03 circuit is provided. For example, when the depletion type switch MOS FET is used, a control signal is supplied to the gate thereof to set it to a low level (circuit ground) potential during a write operation. As a result, if the output signal corresponding to the complementary data line Do from the register R2 is high level, the depletion MOSF
ET becomes off-state B, and the complementary data line DO is set to a high level according to the write high voltage. Further, if the output signal corresponding to the complementary data line DO from the register R2 is at a low level, the depletion MO5FET maintains an on state, and the complementary data line DO is maintained at the ground potential of the circuit. Further, in the level conversion circuit, a high level such as 5V is converted to a high write voltage such as 12V, and a low level is directly used as the ground potential of the circuit.

したがって、同図に示したメモリセルCEL 0に書き
込み動作を行う場合、両ワード線SWとWWは、上記高
電圧に対応した高電圧にされる。これにより、上記相補
データ線DOのレベルが書き・込み電圧に対応したハイ
レベルなら、不揮発性記憶素子Q1に書き込み電流が流
れ、ドレイン部で発生したホットキャリアがフローティ
ングゲートに注入される。また、上記相補データ線DO
のレベルがロウレベルのような回路の接地電位なら上記
ホットキャリアが発生しないからフローティングゲート
ヘの電荷の注入が行われない。
Therefore, when performing a write operation to the memory cell CEL 0 shown in the figure, both word lines SW and WW are set to a high voltage corresponding to the above-mentioned high voltage. As a result, if the level of the complementary data line DO is a high level corresponding to the write/write voltage, a write current flows through the nonvolatile memory element Q1, and hot carriers generated at the drain portion are injected into the floating gate. In addition, the complementary data line DO
If the level of is the ground potential of the circuit such as low level, the hot carriers will not be generated, and no charge will be injected into the floating gate.

このことは、相補データ腺Dn等に設けられる他のメモ
リセルCELn等においても同様である。
This also applies to other memory cells CELn and the like provided in the complementary data gland Dn and the like.

また、他の行に配置されるメモリセルは、ワード線sw
、ww (wl)をワード線W2等に切り換えることに
より同様に行われる。
Furthermore, memory cells arranged in other rows are connected to the word line sw.
, ww (wl) to the word line W2 or the like.

読み出し動作のとき、言い換えるならば、検索動作のと
きには、上記書き込みワード線WWは、全てロウレベル
に維持される。これによって、全メモリセルのスイッチ
MOSFETQ2、Q8等はオフ状態にされるゆ そして、レジスタR2からキー情報を入力した状態で、
読み出しワードlswを選択状態にする。
During a read operation, in other words, during a search operation, all of the write word lines WW are maintained at a low level. As a result, the switch MOSFETs Q2, Q8, etc. of all memory cells are turned off, and with the key information input from register R2,
The read word lsw is set to a selected state.

すなわち、ワードIswの選択レベルは上記フローティ
ングゲートヘの電荷の注入によって高くされたしきい値
電圧より低く、かつフローティングゲートヘの電荷の注
入が行われないことによって低くされたしきい値電圧よ
り高いレベルに設定される。
That is, the selection level of word Isw is lower than the threshold voltage raised by charge injection into the floating gate, and higher than the threshold voltage lowered by no charge injection into the floating gate. set to the level.

これにより、ワードvASW(Wl)に着目して説明す
ると、上記のような選択レベルにより書き込みが行われ
た記憶素子Q1はオフ状態になり、そのドレイン電圧が
抵抗Rによりハイレベルにされる。したがって、MOS
FETQ3がオン状態に、MOSFETQ5がオフ状態
になる。この状態で、相補データ線DOにハイレベル(
相補データ線Doはロウレベル)の入力信号を供給する
と、MOSFET6がオン状態に、MOSFETQ4が
オフ状態になる。このように上記不揮発性記憶素子Q1
への書き込み情報と入力された情報とが同じである場合
には、出力線S1のディスチャージ経路が形成されない
、上記の場合とは逆に、相補データ線DOにロウレベル
(相補データ線り。
As a result, focusing on the word vASW (Wl), the memory element Q1 to which writing has been performed at the selection level as described above is turned off, and the drain voltage thereof is set to a high level by the resistor R. Therefore, M.O.S.
FETQ3 is turned on and MOSFETQ5 is turned off. In this state, the complementary data line DO is at a high level (
When complementary data line Do is supplied with an input signal (low level), MOSFET 6 is turned on and MOSFET Q4 is turned off. In this way, the nonvolatile memory element Q1
When the information written to and the information input are the same, a discharge path for the output line S1 is not formed.Contrary to the above case, a low level is applied to the complementary data line DO (complementary data line DO).

にハイレベル)の不一致入力が供給されると、MOSF
ETQ3がオフ状Bに、MOSFETQ4がオン状態に
なる。したがって、MOSFETQ3とQ4を通して出
力線S1のディスチャージ動作が行われる。
When a mismatch input (high level) is supplied to the MOSF
ETQ3 becomes OFF state B, and MOSFETQ4 becomes ON state. Therefore, the output line S1 is discharged through MOSFETs Q3 and Q4.

なお、他の例示的に示されたメモリセルCF、 Lnの
記憶素子Q7には、前記のような書き込み動作が行われ
ないとする。このようなメモリセルにおいては、ワード
線5W(Wりを上記のような選択レベルにすると、記憶
素子Q7はオン状態になり、そのドレイン電圧はロウレ
ベルにされる。
It is assumed that the write operation as described above is not performed on the memory element Q7 of the other exemplary memory cells CF and Ln. In such a memory cell, when the word line 5W is set to the above selection level, the storage element Q7 is turned on and its drain voltage is set to a low level.

したがって、MO3FBTQ9がオフ状態にMOSFE
TQI 1がオン状態になる。この状態で、相補データ
[Dnに′ロウレベル(相補データ線Dnはロウレベル
)の入力信号を供給すると、MOSFETIOがオン状
態に、MO3FT’?、TQ12がオフ状態になる。し
たがって、上記不揮発性記憶素子Q7の保持情報と人力
された情報とが同じであるから、出力線S1のディスチ
ャージ経路が形成されない。上記の場合とは逆に、相補
データ線Dnにハイレベル(相補データ線Dnにロウレ
ベル)の不一致入力が供給されると、MOSFETQI
Oがオフ状態に、MOSFETQI 2がオン状態にな
る。したがって、MOSFETQI 2とQllを通し
て出力線S1のディスチャージ動作が行われる。このよ
うに、メモリセルの記憶情報の論理“0”と論理“1”
に応じて、不一致結果による引き抜き経路が異なるよう
になる。
Therefore, MO3FBTQ9 turns off the MOSFE
TQI 1 turns on. In this state, when an input signal of low level (complementary data line Dn is low level) is supplied to complementary data [Dn], MOSFETIO turns on and MO3FT'? , TQ12 is turned off. Therefore, since the information held in the nonvolatile memory element Q7 and the manually input information are the same, a discharge path for the output line S1 is not formed. Contrary to the above case, when a mismatch input of high level (low level to complementary data line Dn) is supplied to complementary data line Dn, MOSFET QI
O is turned off and MOSFET QI 2 is turned on. Therefore, the discharge operation of the output line S1 is performed through MOSFETs QI2 and Qll. In this way, the logic “0” and logic “1” of the information stored in the memory cell
Depending on the result, the extraction route depending on the mismatch result will be different.

1つの出力線S1に結合された全てのメモリセルCEL
OないしCELnにおいて、上記比較論理が一致してい
るなら、その出力ISIはハイレベルのヒントレベルに
なる。もしも1つでも比較論理が不一致なら、そのメモ
リセルを介して出力線Slはロウレベルに引き抜かれる
。なお、マスクビットにおいては、上記相補データ線の
人力信号が共にロウレベルにされる。すなわち、マスク
レジスタR2は、マスクすべきビットに入力されたマス
ク信号に応じて、その出力である相補データvADOと
Doを共にロウレベル(論理“0”)とする。これによ
って、MOSFETQ4.Q6等が常にオフ状態にされ
るから、その記憶情報に無関係に上記一致状態と同じく
される。言い換えるならば、上記ビットは比較論理がマ
スクされるものとなる。
All memory cells CEL coupled to one output line S1
If the comparison logic matches in O to CELn, the output ISI becomes a high hint level. If even one of the comparison logics does not match, the output line Sl is pulled to a low level through that memory cell. In addition, in the mask bit, the human input signals of the complementary data lines are both set to low level. That is, the mask register R2 sets both its output complementary data vADO and Do to a low level (logic "0") in accordance with the mask signal input to the bit to be masked. This allows MOSFETQ4. Since Q6 and the like are always turned off, the matching state is maintained regardless of the stored information. In other words, the comparison logic for the above bits is masked.

第2図において、上記構成のメモリセルマトリックスか
らなるCAMの各出力4%31〜83等の信号は、特に
制限されないが、スタティック型RAM(以下、単にR
AMと称する)のワード線駆動回路WDVに伝えられる
。RAMのワード線駆動回路WDVは、所定のタイミン
グ信号によって動作状態にされる。RAMは、ワード線
が選択状態にされると、そのワード線に結合された複数
個のメモリセルが選択される。読み出し動作なら、1つ
のワード線に結合された複数個のメモリセルの記憶情報
が出力レジスタR3にパラレルに出力される。なお、書
き込み動作なら、上記図示しない入力レジスタ(又は上
記レジスタR3を書き込み動作と読み出し動作とに供用
するものとてもよい)を介して供給される複数ビットか
らなるデータが書き込まれる。例えば、RAMの1つの
ワードには、前述のようにキーに対応されたデータが書
き込まれるものである。
In FIG. 2, signals such as each output 4% 31 to 83 of the CAM consisting of the memory cell matrix having the above configuration are not particularly limited, but the static type RAM (hereinafter simply referred to as R
The signal is transmitted to the word line drive circuit WDV (referred to as AM). The word line drive circuit WDV of the RAM is activated by a predetermined timing signal. In a RAM, when a word line is placed in a selected state, a plurality of memory cells coupled to the word line are selected. In the case of a read operation, the stored information of a plurality of memory cells coupled to one word line is output in parallel to the output register R3. Note that in the case of a write operation, data consisting of a plurality of bits supplied through the input register (not shown) (or the register R3 used for both write and read operations is preferable) is written. For example, data corresponding to a key is written into one word of the RAM as described above.

また、CAMのワード線W1ないしW3等は、デコーダ
回路DCRによって、上記のような書き込み動作のとき
に選択動作が行われる。すなわち、CAMの縦の列に割
り当てられたアドレスをデコーダ回路DCRが解読して
、1つのワード線を選択する。これにより、そのワード
線に対応された行におけるキー情報が相補データmDo
ないしDnから書き込まれるものである。また、必要な
ら、書き込みワード11 w wも順次選択状態にする
ことによって、相補データvADO〜Dn側から記憶デ
ータの読み出しを行うことができるものである。
Further, the word lines W1 to W3 of the CAM are selected by the decoder circuit DCR during the write operation as described above. That is, the decoder circuit DCR decodes the address assigned to the vertical column of the CAM and selects one word line. As a result, the key information in the row corresponding to that word line becomes complementary data mDo.
to Dn. Further, if necessary, by sequentially setting the write words 11w to the selected state, it is possible to read the stored data from the complementary data vADO to Dn side.

次に、この実施例の連想メモリの動作形態の一例を説明
する。
Next, an example of the operation mode of the associative memory of this embodiment will be explained.

例えば、初期状態において、キー情報を取り出す場合、
上記デコーダ回路OCRにより順次ワード線Wl (S
W及びWW)、W2.W3・・・を選択して、CAMの
各メモリセルに記憶されたキー情報の読み出しを行う、
このようなCAMからのキー情報の取り出しが終了する
と、そのキー情報をレジスタR1を通してCAMへ順次
入力して、そのヒツト出力信号からRAMのワード線の
選択動作を行い、それぞれのキー情報に対応されたデー
タをRAMに書き込む。以後、上記キー情報をレジスタ
R1を通してCAMへ入力する度に、それに対応された
データをRAMから読み出すことができるものとなる。
For example, when extracting key information in the initial state,
The word line Wl (S
W and WW), W2. Select W3... to read the key information stored in each memory cell of the CAM,
When the extraction of key information from the CAM is completed, the key information is sequentially input to the CAM through the register R1, and the word line of the RAM is selected from the hit output signal to select the word line corresponding to each key information. Write the data to RAM. Thereafter, each time the key information is input to the CAM through the register R1, the corresponding data can be read from the RAM.

これにより、例えば英和辞典のように、犬→DOG、又
はその逆のデータ変換を高速に行うことができる。
As a result, data conversion from dog to DOG, or vice versa, can be performed at high speed, for example, in the case of an English-Japanese dictionary.

上記実施例から得られる作用効果は、下記の通りである
。すなわち、 (11CA Mを構成するメモリセルとして、不揮発性
記憶素子を用いることによって、その素子数が8個と比
較的少なくできる(なお、抵抗Rの占有面積は実質的に
無視できるから数に入れない)、これによって、キー情
報の記憶容量を大きくできるという効果が得られる。
The effects obtained from the above examples are as follows. In other words, (by using non-volatile memory elements as the memory cells constituting 11CAM, the number of elements can be relatively reduced to 8 (note that the area occupied by the resistor R is virtually negligible, so it is not included in the number). This has the effect of increasing the storage capacity of key information.

(2)上記不揮発性記憶素子を用いているので、いった
んキー情報(ベースデータ)の書き込みを行った後は電
源投入直後等に、−々キー情報をセットする必要がない
から、初期設定(イニシャライズ)を行うことの煩わし
さをなくすことができるという効果が得られる。
(2) Since the above-mentioned non-volatile memory element is used, once the key information (base data) is written, there is no need to set the key information immediately after the power is turned on. ) can be avoided.

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、この発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。例えば、CAMのワー
ド線の順次選択する選択信号を形成するデコーダ回路D
CRは、シフトレジスタを用いるものであってもよい。
Although the invention made by the present inventor has been specifically explained above based on Examples, it goes without saying that this invention is not limited to the above Examples and can be modified in various ways without departing from the gist thereof. Nor. For example, a decoder circuit D that forms a selection signal to sequentially select word lines of CAM
The CR may use a shift register.

この場合には、アドレス信号を発生させることなく、ワ
ード線の選択を指示する例えば論理“1”の信号をクロ
ック信号に従って順次シフトさせることによりキー情報
を順次読み出しことができる。
In this case, key information can be read out sequentially by sequentially shifting, for example, a logic "1" signal instructing word line selection in accordance with a clock signal, without generating an address signal.

また、CAMのメモリセルCELに用いられる記憶素子
は、MNOS型(メタル・ナイトライド・オキサイド・
セミコンダクタ)やFLOTOX型トランジスタのよう
に電気的にキー情報の消去を可能にするものとしてもよ
い。上記MNOSトランジスタのように、フローティン
グゲートヘの書き込み動作により、ディプレッジジンモ
ードからエンハンスメントモードになる場合、上記スイ
ッチMOSFETQ2のゲートと記憶素子のコントロー
ルゲートとを共通のワード線に接続することができる。
Furthermore, the memory element used in the CAM memory cell CEL is of the MNOS type (metal nitride oxide).
The key information may be erased electrically, such as a semiconductor (semiconductor) or a FLOTOX type transistor. When changing from the depressed mode to the enhancement mode by writing to the floating gate as in the MNOS transistor described above, the gate of the switch MOSFET Q2 and the control gate of the storage element can be connected to a common word line.

すなわち、書き込み後は、ワード線を回路の接地電位に
することによって、スイッチMOSFETQ2等をオフ
状態にしつつ、記憶素子を記憶情報に従ってオン状態/
オフ状態にできるものである。この場合には、記憶情報
の読み出しを行うとき、ワード線をハイレベルにする必
要があるから記憶素子に流れる電流の大小を検出する電
流センスアンプを用いればよい。
That is, after writing, by setting the word line to the ground potential of the circuit, the switch MOSFETQ2 etc. are turned off, and the storage element is turned on/on according to the stored information.
It can be turned off. In this case, since it is necessary to set the word line to a high level when reading stored information, a current sense amplifier that detects the magnitude of the current flowing through the storage element may be used.

また、出力&jl Sには、上記プリチャージMO5F
ETを用いるものの他、抵抗素子を負荷手段として接続
し、スタティック動作の行うようにするものであっても
よい。
In addition, the above precharge MO5F is connected to the output &jl S.
In addition to using ET, a resistive element may be connected as a load means to perform static operation.

なお、連想メモリを構成しない場合、言い換えるならば
、出力線からのヒツト信号を出力信号として用いるシス
テムでは、RAMは省略されるものである。
Note that when an associative memory is not configured, in other words, in a system that uses a hit signal from an output line as an output signal, the RAM is omitted.

この発明は、内容呼び出しメモリ (CAM)として広
く利用できるものである。
This invention can be widely used as a content callable memory (CAM).

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである
。すなわち、CAMを構成するメモリセルとして、不揮
発性記憶素子を用いることによって、その素子数が8個
と比較的少なくできるからキー情報(ベースデータ)の
記憶容量を太き(できるとともに、キー情報の書き込み
を行った後は電源投入直後等に、−々キー情報をセット
するという煩わしさをなくすことができる。
A brief explanation of the effects obtained by typical inventions disclosed in this application is as follows. In other words, by using non-volatile memory elements as memory cells constituting the CAM, the number of elements can be relatively reduced to 8, making it possible to increase the storage capacity of key information (base data). After writing, it is possible to eliminate the trouble of setting key information immediately after power is turned on.

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

第1図は、CAMを構成するセルの一実施例を示す回路
図、 第2図は、この発明に係るCAMを用いた連想メモリの
一実施例を示すブロック図、 第3図は、従来のCAMのメモリセルの一例を示す回路
図である。 R1・・入力レジスタ、R2・・マスクレジスタ、CA
M・・内容呼び出しメモリ、CELO。 CELn・・メモリセル、DCR・・デコーダ回路、W
DV・・ワード線駆動回路、RAM・・スタティック型
RAM、R3・・出力レジスタ第 1 図 第 2 図
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of cells constituting a CAM, FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of an associative memory using a CAM according to the present invention, and FIG. FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of a CAM memory cell. R1...Input register, R2...Mask register, CA
M...Content recall memory, CELO. CELn...memory cell, DCR...decoder circuit, W
DV: Word line drive circuit, RAM: Static RAM, R3: Output register Figure 1 Figure 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、相補的な入力信号が供給される相補データ線のうち
一方のデータ線とスイッチMOSFETを介して結合さ
れ、上記データ線から書き込み情報が伝えられる不揮発
性記憶素子と、上記不揮発性記憶素子に直列接続されて
なる負荷手段と、上記不揮発性記憶素子の記憶情報を受
けるインバータ回路と、上記不揮発性記憶素子の記憶情
報とインバータ回路により形成される反転信号とをそれ
ぞれ受ける一対のスイッチMOSFETと、上記一対の
スイッチMOSFETと直列形態にされ上記相補データ
線の信号を受け、出力線に一致/不一致出力を送出させ
る判定回路とからなるメモリセルがマトリックス配置さ
れてなることを特徴とする内容呼び出しメモリ。 2、上記不揮発性記憶素子はスタックドゲート構造とさ
れ、フローティングゲートヘの電荷の注入の有無により
記憶動作を行うものであり、そのコントロールゲート端
子は書き込み/読み出し用のワード線に結合され、上記
スイッチMOSFETは書き込み用のワード線に結合さ
れるものであることを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載の内容呼び出しメモリ。 3、上記判定回路は、プリチャージされた出力線のディ
スチャージ経路を構成するものであることを特徴とする
特許請求の範囲第1又は第2項記載の内容呼び出しメモ
リ。
[Scope of Claims] 1. A nonvolatile memory element coupled to one data line of complementary data lines to which complementary input signals are supplied via a switch MOSFET, and to which written information is transmitted from the data line; load means connected in series to the nonvolatile memory element; an inverter circuit that receives storage information of the nonvolatile storage element; and an inverter circuit that receives storage information of the nonvolatile storage element and an inverted signal formed by the inverter circuit, respectively. Memory cells are arranged in a matrix, each of which includes a pair of switch MOSFETs and a determination circuit that is connected in series with the pair of switch MOSFETs, receives a signal from the complementary data line, and sends out a match/mismatch output to the output line. Features content recall memory. 2. The above nonvolatile memory element has a stacked gate structure, and performs a memory operation depending on whether or not charge is injected into the floating gate, and its control gate terminal is connected to a word line for writing/reading. 2. A content-readable memory according to claim 1, wherein the switch MOSFET is coupled to a write word line. 3. The content recall memory according to claim 1 or 2, wherein the determination circuit constitutes a discharge path for a precharged output line.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5058071A (en) * 1988-11-21 1991-10-15 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor memory device having means for repairing the memory device with respect to possible defective memory portions
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