本公開涉及半導體集成電路。提供了一種用于減小內容可尋址存儲器(CAM)系統的功耗的技術。在CAM系統中，均衡電路被耦連到通過劃分對應于一條條目數據的每一個匹配線而產生的多個匹配線部分之間的邊界部，并且預充電電路將共同對應于一條條目數據的匹配線部分中的每一個預充電到電壓VDD或者VSS。當比較條目數據和搜索數據時，在匹配線部分被預充電電路預充電之后，均衡電路根據控制信號耦連所述匹配線部分。在均衡時段，開始通過搜索線的搜索操作。用于比較搜索數據和條目數據的搜索晶體管包括NMOS搜索晶體管。

與相關申請的交叉引用

通過引用將提交于2014年5月27日的日本專利申請No.2014-109002的公開完整結合在此，包括其說明書、附圖和摘要。

技術領域

本公開涉及一種包括內容可尋址存儲器(CAM)的半導體集成電路和用于減小功耗的技術。

背景技術

除了用于讀和寫數據的功能之外，CAM具有用于搜索存儲在其中的數據的搜索功能。

為了將數據寫到CAM，數據被傳輸到位線(BL)，并且同時通過行解碼器激活對應于數據將被寫到的地址的字線。

在CAM中，通過基于搜索數據串激活搜索線(SL)并且確定搜索數據是否與CAM陣列中的條目數據匹配來進行搜索。當通過搜索發現匹配條目時，輸出該條目的地址。條目存儲作為搜索目標的數據字，并且包括多個CAM單元。每一個條目設置有匹配線(ML)，對應的CAM單元被并聯耦連到該匹配線。當對搜索數據串和存儲在條目中的數據字進行比較并且發現彼此匹配時，對應于該條目的匹配線被保持為高電平。做為比較的結果，當發現它們彼此不匹配時，對應的匹配線放電到低電平。

如描述的，可以通過識別匹配線的電勢電平確定與搜索數據匹配的數據是否存儲在CAM中。

當在CAM中發現多個條目與搜索數據匹配時，輸出由優先級編碼器選擇的條目之一的地址。

類似于上面所述的CAM被用于例如路由搜索，例如，作為網絡設備中的路由器和交換機，并且用于確定高速緩存存儲器的高速緩存未命中或者命中。例如，網絡路由器包括用于IP(網際協議)分組路由的CAM。該CAM存儲IP地址，并且通過對從外面輸入的IP地址和存儲在CAM內的IP地址進行比較進行路由。當做為比較的結果發現匹配時，指示下一個目的地的數據基于從對應的匹配線獲得的信息被寫到IP包，然后發送該IP包。

當在CAM中執行搜索操作時，包括在其中的匹配線被充電或者放電，從而CAM的功耗增加。另外，當包括在CAM內的匹配線被預充電時，必須將搜索線重置到VSS，以便防止貫穿電流的發生。即，每當在CAM中執行搜索操作時，搜索線被充電/放電，從而增加CAM的功耗。因此，為了減小CAM的功耗，必須減小包括在CAM內的搜索線和匹配線的功耗。

發明內容

為了減小CAM的功耗和CAM內的峰值電流，正在研究各種技術。涉及CAM的技術包括，例如，日本待審專利申請公開No.2009-110616(專利文獻1)和日本待審專利申請公開No.2002-358791(專利文獻2)中公開的技術。

在上述專利文件中介紹的實施例中，CAM系統包括：第一CAM單元，第一CAM單元包括耦連到第一匹配線的PMOS(正溝道金屬氧化物半導體)搜索晶體管；以及第二CAM單元，第二CAM單元包括耦連到第二匹配線的NMOS(負溝道金屬氧化物半導體)搜索晶體管。與第一和第二CAM單元分別耦連的第一和第二匹配線在當相關的搜索結果為失配時它們被放電到的電勢方面不同。當對應于包括PMOS搜索晶體管的第一CAM單元的搜索結果是失配時，與第一CAM單元耦連并且被預充電到中間電勢的第一匹配線被放電到第一電勢(VDD)。即，第一匹配線呈現第一電勢(VDD)。當對應于包括NMOS搜索晶體管的第二CAM單元的搜索結果是失配時，與第二CAM單元耦連并且被預充電到中間電勢的第二匹配線被放電到第二電勢(VSS)。即，第二匹配線呈現第二電勢(VSS)。