技術領域

本發明關于一種內容可尋址內存(CAM)，并且更尤其關于一種將X-Y TCAM個體的多個復本實體化的演算三元內容可尋址內存(TCAM)。

背景技術

內容可尋址內存(CAM)為高速搜尋操作中所使用的特殊類型計算機內存。CAM設計成使得用戶供應數據字符，并且CAM搜尋其整個內存以查看此數據字符是否有儲存于CAM中。若查到此數據字符，則CAM回傳查到此字符處的一或多個儲存地址的列表。

CAM設計成用以在單一操作中搜尋其整個內存，使得CAM在大部分搜尋操作中快于隨機訪問內存(RAM)。然而，在CAM中，平行CAM中的各個別內存位必須具有其自有的相關聯比較電路，用以偵測所儲存位與輸入位之間的匹配。再者，必須將數據字符中出自各胞元的匹配輸出加以組合，以產出完整的數據字符匹配信號。

高效能高速緩存需要大型且完全相聯的轉譯對應緩沖器(TLB)。為了在高效能高速緩存中于一周期內進行多個N搜尋及M寫入，其中一種替代方案為建立將會支持所需效能的多寫入多搜尋三元CAM(TCAM)胞元。TCAM容許三種匹配狀態，其包括所儲存數據字符中的一或多個位用的1、0及“X”(即隨意)。然而，此方法需要專用的TCAM胞元，這就硬件電路系統而言成本很高。另一替代方案為使用位堆棧鎖存器(Bit-Stacked-Latches)實施TCAM。然而，使用此位堆棧鎖存器的TCAM個體與多端口選項有面積無效率(area inefficient)且效能有限的問題。

發明內容

在本發明的一態樣中，一種結構包括內容可尋址內存(CAM)、以及經結構化用以順著陣列的行方向與列方向將該CAM的多個復制復本實體化的矩陣。

在本發明的另一態樣中，一種結構包含內容可尋址內存(CAM)結構的多個復制復本的矩陣，該矩陣包含多條寫入行與搜尋列，經結構化而使得于容許在第一周期內執行搜尋命令并且在第二周期內執行寫入操作的時間擷取多個操作。

在本發明的另一態樣中，一種方法包含：于第一周期內，于復制的CAM個體中平行執行多個搜尋；以及于第二周期內，于該等復制的CAM個體中平行執行多個寫入或讀取。

附圖說明

本發明是通過本發明的例示性具體實施例的非限制性實施例，參照注記的多個圖式，在下文的具體實施例中詳細說明。

圖1根據本發明的態樣展示CAM結構。

圖2根據本發明的態樣展示使用此CAM結構執行搜尋操作的第一周期。

圖3根據本發明的態樣展示使用此CAM結構執行寫入操作的第二周期。

圖4根據本發明的附加態樣展示CAM結構。

圖5根據本發明的態樣展示使用此CAM結構的步驟流程圖。

圖6根據本發明的態樣展示使用此CAM結構的另一步驟流程圖。

主要組件符號說明

100、100’CAM結構

100A至100F行

200A至200D列

350、350’、360、360’、370、370’搜尋

500至540、600至640 步驟

C1至C24 CAM個體。

具體實施方式

本發明關于一種內容可尋址內存(CAM)，并且更尤其關于一種將X-Y TCAM個體的多個復本實體化的演算三元內容可尋址內存(TCAM)。特別的是，本發明使用將X-Y TCAM個體的多個復本實體化的演算TCAM以達成每個周期TCAM操作所要求的N搜尋與M寫入。在一特定實施例中，本發明容許每個周期執行三個搜尋及兩個寫入。有幫助的是，本發明通過復制X-Y TCAM的多個復本，提供可搜尋TCAM結構的改良型搜尋效能，用以達成每個周期TCAM進行N搜尋與M寫入

在本發明的具體實施例中，一種方法可使用多個單埠CAM個體實施完全相干性的演算多埠CAM解決方案，其中M寫入/N搜尋CAM使用2*N乘2*M CAM個體的陣列來實施。再者，在本發明的具體實施例中，每第二周期可擷取2*M寫入與2*N搜尋這兩個操作。此外，對該2*N條搜尋列的其中一者供應各搜尋操作，并且對該2*M條寫入行的其中一者供應各寫入操作。