專利名稱：并行聯(lián)想存儲器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及并行聯(lián)想存儲器，更詳細(xì)而言，涉及同時檢索所有地址并判斷是否存儲有與所輸入的數(shù)據(jù)相同的數(shù)據(jù)的并行聯(lián)想存儲器。
背景技術(shù)：
圖13是表示具有奇偶校驗(yàn)檢查功能的以往的SRAM(Static Random Access Memory 靜態(tài)存儲器)結(jié)構(gòu)的功能框圖。參照圖13，SRAMl包括n(自然數(shù))個數(shù)據(jù)存儲單元2、1個奇偶校驗(yàn)存儲單元3、以及地址譯碼器4。它們被設(shè)置為多組相同的機(jī)構(gòu)。該SRAMl 還包括寫入奇偶校驗(yàn)產(chǎn)生器5、讀出放大電路6、讀出奇偶校驗(yàn)產(chǎn)生器7以及奇偶校驗(yàn)比較器8。在進(jìn)行數(shù)據(jù)寫入時，地址譯碼器4根據(jù)寫入地址i來選擇η個數(shù)據(jù)存儲單元2和與它們對應(yīng)的奇偶校驗(yàn)存儲單元3。從外部輸入的η位數(shù)據(jù)WD被寫入到所選擇的數(shù)據(jù)存儲單元2中。此時，寫入奇偶校驗(yàn)產(chǎn)生器5根據(jù)所輸入的η位數(shù)據(jù)WD來計(jì)算奇偶校驗(yàn)WP。 計(jì)算出的奇偶校驗(yàn)WP被寫入到奇偶校驗(yàn)存儲單元3中。另一方面，在進(jìn)行數(shù)據(jù)讀出時，地址譯碼器4按照讀出地址i來選擇η個數(shù)據(jù)存儲單元2和與它們對應(yīng)的奇偶校驗(yàn)存儲單元3。這樣一來，從所選擇的數(shù)據(jù)存儲單元2中讀出 η位數(shù)據(jù)RD，從所選擇的奇偶校驗(yàn)存儲單元3中讀出奇偶校驗(yàn)RP，它們通過讀出放大電路6 而被檢測、放大。讀出奇偶校驗(yàn)產(chǎn)生器7根據(jù)所讀出的η位數(shù)據(jù)RD來計(jì)算奇偶校驗(yàn)CP。奇偶校驗(yàn)比較器8將計(jì)算出的奇偶校驗(yàn)CP與從奇偶校驗(yàn)存儲單元3中讀出的奇偶校驗(yàn)RP進(jìn)行比較，在奇偶校驗(yàn)不一致的情況下輸出奇偶校驗(yàn)錯誤信號PE。這樣，奇偶校驗(yàn)檢查通過從各地址讀出數(shù)據(jù)RD并計(jì)算其奇偶校驗(yàn)CP來進(jìn)行，但在 SRAMl中僅從所指定的1個地址讀出數(shù)據(jù)RD，因此已足夠。另一方面，存在并行聯(lián)想存儲器(以下稱為“并行CAM(Content Addressable Memory 內(nèi)容可尋址存儲器)”)，其能夠同時檢索所有的地址，并讀出存儲有與輸入數(shù)據(jù)相同的數(shù)據(jù)的地址或者與該數(shù)據(jù)相關(guān)而被聯(lián)想的數(shù)據(jù)。優(yōu)選并行CAM也具有奇偶校驗(yàn)檢查功能。特別是期望在作為并行CAM原有功能的數(shù)據(jù)檢索時進(jìn)行奇偶校驗(yàn)檢查。然而，若在進(jìn)行數(shù)據(jù)檢索時針對檢索對象的所有地址來利用與上述相同的方法進(jìn)行奇偶校驗(yàn)檢查，則需要按每個地址讀出數(shù)據(jù)來計(jì)算奇偶校驗(yàn)，因此奇偶校驗(yàn)檢查花費(fèi)時間過多。在美國專利第7010741號說明書(專利文獻(xiàn)1)和美國專利第7350137號說明書 (專利文獻(xiàn)2)中公開了具有奇偶校驗(yàn)檢查功能的CAM，但奇偶校驗(yàn)檢查是讀出數(shù)據(jù)來進(jìn)行的，并不是在數(shù)據(jù)檢索時進(jìn)行的。此外，日本特開昭63-177242號公報(bào)(專利文獻(xiàn)3)中公開有聯(lián)想存儲器的奇偶校驗(yàn)檢查方法。在該公報(bào)的第2頁左下欄第1 11行記載有以下內(nèi)容“在現(xiàn)有技術(shù)中，被檢索數(shù)據(jù)用的存儲單元陣列的奇偶校驗(yàn)檢查在讀出被檢索數(shù)據(jù)用的存儲單元陣列之后產(chǎn)生該數(shù)據(jù)的奇偶校驗(yàn)，進(jìn)行與預(yù)先保持的奇偶校驗(yàn)信息的比較。即，為了進(jìn)行奇偶校驗(yàn)檢查，需要存儲單元陣列的訪問、奇偶校驗(yàn)的產(chǎn)生以及比較的一連串工作，存在奇偶校驗(yàn)檢查中花費(fèi)過多時間這樣的問題。本發(fā)明的目的在于提供快速進(jìn)行數(shù)據(jù)的錯誤檢測的奇偶校驗(yàn)檢
查方法?！?。 如該公報(bào)的圖1所示，該聯(lián)想存儲器的一個實(shí)施例包括地址寄存器1 ；存儲被檢索數(shù)據(jù)的被檢索數(shù)據(jù)用存儲單元陣列2 ；對被檢索數(shù)據(jù)進(jìn)行放大的讀出電路3 ；存儲被檢索數(shù)據(jù)的奇偶校驗(yàn)的奇偶校驗(yàn)用存儲單元陣列2’ ；對奇偶校驗(yàn)進(jìn)行放大的讀出電路3’ ；比較電路4 ；奇偶校驗(yàn)產(chǎn)生電路5 ；比較電路4’以及信號有效化電路6。從地址寄存器1輸出的地址的高位比特a是檢索數(shù)據(jù)，低位比特b是對被檢索數(shù)據(jù)用存儲單元陣列2中的1個進(jìn)行選擇的地址。比較電路4將檢索數(shù)據(jù)a與按照地址讀出并放大后的被檢索數(shù)據(jù)d進(jìn)行比較，若一致則輸出命中信號(hit signal) g。奇偶校驗(yàn)產(chǎn)生電路5產(chǎn)生檢索數(shù)據(jù)a的奇偶校驗(yàn)f。比較電路4’將奇偶校驗(yàn)f與按照地址讀出并放大后的奇偶校驗(yàn)d’進(jìn)行比較。信號有效化電路6響應(yīng)命中信號g使比較電路4’的輸出h有效，輸出奇偶校驗(yàn)檢查信號i。根據(jù)本實(shí)施例，在被檢索數(shù)據(jù)用的存儲單元的奇偶校驗(yàn)檢查中，能夠使用根據(jù)檢索數(shù)據(jù)產(chǎn)生的奇偶校驗(yàn)，因此與根據(jù)被檢索數(shù)據(jù)產(chǎn)生奇偶校驗(yàn)的情況相比，能夠進(jìn)行快速工作。
此外，如該公報(bào)的圖3所示，其他實(shí)施例具有一致檢測電路7來代替上述一實(shí)施例的讀出電路3和比較電路4，該一致檢測電路7對被檢索數(shù)據(jù)用存儲單元陣列2內(nèi)的存儲單元輸出的低振幅電平的信號即數(shù)據(jù)線c和檢索數(shù)據(jù)a的一致進(jìn)行檢測，作為命中信號g輸出。通過使用一致檢測電路7，在不放大低振幅電平的信號的情況下進(jìn)行一致檢測，因此能夠快速地得到命中信號g。但是，在同時使用按照地址讀出的數(shù)據(jù)和奇偶校驗(yàn)進(jìn)行奇偶校驗(yàn)檢查的方面沒有變化。如本公報(bào)的圖8所示，另一實(shí)施例具有一致檢測電路7’來代替上述其他實(shí)施例的讀出電路3’和比較電路4’，該一致檢測電路7’對奇偶校驗(yàn)用存儲單元陣列2’內(nèi)的存儲單元輸出的低振幅電平的信號即數(shù)據(jù)線c’和根據(jù)檢索數(shù)據(jù)a產(chǎn)生的奇偶校驗(yàn)f的一致進(jìn)行檢測，對輸出h進(jìn)行輸出。通過使用一致檢測電路7’，在不放大低振幅電平的信號的情況下進(jìn)行一致檢測，因此能夠更快速地得到奇偶校驗(yàn)檢查信號i。但是，在同時使用按照地址讀出的數(shù)據(jù)和奇偶校驗(yàn)進(jìn)行奇偶校驗(yàn)檢查的方面沒有變化。該聯(lián)想存儲器不是同時檢索所有地址的并行CAM，而是逐一檢索地址的串行CAM。 即，按照地址寄存器1所給予的地址從被檢索數(shù)據(jù)用存儲單元陣列2中選擇1個地址，從該地址讀出被檢索數(shù)據(jù)。比較電路4或一致檢測電路7將該讀出的被檢索數(shù)據(jù)與從地址寄存器1給出的檢索數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。另一方面，按照地址寄存器1所給予的地址從奇偶校驗(yàn)用存儲單元陣列2’中選擇1個地址，從該地址讀出奇偶校驗(yàn)。比較電路4’或一致檢測電路 V將該讀出的奇偶校驗(yàn)與由奇偶校驗(yàn)產(chǎn)生電路5產(chǎn)生的奇偶校驗(yàn)進(jìn)行比較。這樣，比較電路4、4’或者一致檢測電路7、7’設(shè)置在存儲單元陣列2、2’外，因此能夠僅對1個地址的數(shù)據(jù)和奇偶校驗(yàn)檢查1次。此外，如該公報(bào)的圖2的c和C’所示，在對奇偶校驗(yàn)進(jìn)行比較之前，必須從存儲單元讀出數(shù)據(jù)。此外，日本特開平9-22595號公報(bào)(專利文獻(xiàn)4)中公開有聯(lián)想存儲裝置。在該公報(bào)的第2頁右欄第M 48行中記載有以下內(nèi)容“聯(lián)想存儲裝置包括對檢索對象的處理數(shù)據(jù)進(jìn)行管理的數(shù)據(jù)存儲器；和對與處理數(shù)據(jù)一對一地建立對應(yīng)的目錄數(shù)據(jù)進(jìn)行管理的目錄存儲器，該聯(lián)想存儲裝置采用以下結(jié)構(gòu)在給出檢索數(shù)據(jù)時，從該目錄存儲器管理的目錄數(shù)據(jù)中檢索與檢索數(shù)據(jù)一致的目錄數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)存儲器中讀出其所指的處理數(shù)據(jù)。在這樣構(gòu)成的聯(lián)想存儲裝置中，采用將處理數(shù)據(jù)具有的奇偶校驗(yàn)位與處理數(shù)據(jù)采用對應(yīng)且存儲在數(shù)據(jù)存儲器中的結(jié)構(gòu)，在讀出檢索數(shù)據(jù)所指的處理數(shù)據(jù)時，也針對與其成對的奇偶校驗(yàn)位來進(jìn)行讀出，并且采用以下結(jié)構(gòu)，計(jì)算該讀出的處理數(shù)據(jù)具有的奇偶校驗(yàn)位，對該計(jì)算出的奇偶校驗(yàn)位與該讀出的奇偶校驗(yàn)位是否一致進(jìn)行判斷，從而檢測所讀出的處理數(shù)據(jù)是否已被破壞。然而，在現(xiàn)有技術(shù)中，能夠針對存儲在數(shù)據(jù)存儲器中的處理數(shù)據(jù)來檢測是否被破壞，但針對目錄存儲器管理的目錄數(shù)據(jù)，即使其被破壞也不能檢測。因此，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，由于目錄數(shù)據(jù)被破壞，導(dǎo)致檢索到原本不應(yīng)命中的目錄數(shù)據(jù)，為此，具有引起從數(shù)據(jù)存儲器輸出錯誤的處理數(shù)據(jù)這樣的問題。本發(fā)明是鑒于所述情況做出的，其目的在于提供能夠可靠地檢測檢索數(shù)據(jù)所命中的處理數(shù)據(jù)是否被破壞的新的聯(lián)想存儲裝置?！薄Ｈ缭摴珗?bào)的圖3所示，該聯(lián)想存儲裝置的一個實(shí)施例包括用于存儲處理數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲器20 ；目錄存儲器21，存儲與處理數(shù)據(jù)1對1地建立對應(yīng)的目錄數(shù)據(jù)，并且針對與檢索數(shù)據(jù)一致的目錄數(shù)據(jù)輸出命中信號；奇偶校驗(yàn)存儲器22，在與數(shù)據(jù)存儲器20相同的存儲器上展開，獲取與處理數(shù)據(jù)的對應(yīng)且存儲目錄數(shù)據(jù)具有的奇偶校驗(yàn)；產(chǎn)生檢索數(shù)據(jù)具有的奇偶校驗(yàn)位的奇偶校驗(yàn)產(chǎn)生電路M ；以及奇偶校驗(yàn)檢查電路25，檢查奇偶校驗(yàn)產(chǎn)生電路 24產(chǎn)生的奇偶校驗(yàn)位與奇偶校驗(yàn)存儲器22輸出的奇偶校驗(yàn)位是否一致。然而，在該公報(bào)中完全沒有記載對檢索數(shù)據(jù)和目錄數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，當(dāng)數(shù)據(jù)一致時生成命中信號的電路的細(xì)節(jié)。此外，也沒有記載在產(chǎn)生許多匹配的情況下進(jìn)行調(diào)停的手段。 從所記載的結(jié)構(gòu)來看可以想到，該聯(lián)想存儲裝置也與上述日本特開昭63-177242號公報(bào)中記載的聯(lián)想存儲器相同地僅能對1個地址的數(shù)據(jù)和奇偶校驗(yàn)檢查1次。專利文獻(xiàn)1 美國專利第7010741號說明書專利文獻(xiàn)2 美國專利第7350137號說明書專利文獻(xiàn)3 日本特開昭63-177242號公報(bào)專利文獻(xiàn)4 日本特開平9-22595號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供能夠快速對所輸入的數(shù)據(jù)的奇偶校驗(yàn)和所存儲的數(shù)據(jù)的奇偶校驗(yàn)進(jìn)行檢查的并行聯(lián)想存儲器。尤其是，在數(shù)據(jù)檢索時，能夠在不犧牲檢索速度的情況下，同時對多個有效的檢索對象數(shù)據(jù)進(jìn)行奇偶校驗(yàn)檢查。根據(jù)本發(fā)明的并行聯(lián)想存儲器，同時檢索所有的地址并，判斷是否存儲有與所輸入的數(shù)據(jù)相同的數(shù)據(jù)，其包括奇偶校驗(yàn)產(chǎn)生機(jī)構(gòu)，用于產(chǎn)生在寫入和檢索時輸入的η位數(shù)據(jù)的奇偶校驗(yàn)；和與多個地址對應(yīng)的多個存儲位置(memory location)。存儲位置各自包括n個CAM存儲單元(memory cell)，存儲在寫入時輸入的η位數(shù)據(jù)，并且將在檢索時輸入的η位數(shù)據(jù)與其存儲的η位數(shù)據(jù)進(jìn)行比較；奇偶校驗(yàn)存儲單元，存儲由奇偶校驗(yàn)產(chǎn)生機(jī)構(gòu)在寫入時產(chǎn)生的奇偶校驗(yàn)；以及奇偶校驗(yàn)檢查機(jī)構(gòu)，判斷由奇偶校驗(yàn)產(chǎn)生機(jī)構(gòu)在檢索時產(chǎn)生的奇偶校驗(yàn)與存儲在奇偶校驗(yàn)存儲單元中的奇偶校驗(yàn)是否一致。根據(jù)本發(fā)明，將由奇偶校驗(yàn)產(chǎn)生機(jī)構(gòu)在檢索時產(chǎn)生的奇偶校驗(yàn)與存儲在奇偶校驗(yàn)存儲單元中的奇偶校驗(yàn)進(jìn)行比較，因此能夠快速執(zhí)行奇偶校驗(yàn)檢查。并且，在與所有的地址對應(yīng)的所有的存儲位置同時檢查數(shù)據(jù)和奇偶校驗(yàn)，因此能夠更快速地執(zhí)行奇偶校驗(yàn)檢查。
5
優(yōu)選的是，奇偶校驗(yàn)檢查機(jī)構(gòu)在奇偶校驗(yàn)一致時激活奇偶校驗(yàn)一致信號。存儲位置各自還包括字匹配檢測電路，在檢索時輸入的η位數(shù)據(jù)與存儲在CAM存儲單元中的η位數(shù)據(jù)一致時激活字?jǐn)?shù)據(jù)一致信號；和奇偶校驗(yàn)有效化機(jī)構(gòu)，響應(yīng)由字匹配檢測電路激活的字?jǐn)?shù)據(jù)一致信號而使從上述奇偶校驗(yàn)檢查機(jī)構(gòu)輸出的奇偶校驗(yàn)一致信號有效。這種情況下，從奇偶校驗(yàn)檢查機(jī)構(gòu)輸出的奇偶校驗(yàn)一致信號僅在輸入的數(shù)據(jù)和存儲在CAM存儲單元中的數(shù)據(jù)一致時有效，因此始終不從數(shù)據(jù)不一致的存儲位置輸出無意義的奇偶校驗(yàn)一致信號。優(yōu)選的是，并行聯(lián)想存儲器還具有奇偶校驗(yàn)錯誤檢測機(jī)構(gòu)，其在通過奇偶校驗(yàn)有效化機(jī)構(gòu)被有效化的、從多個存儲位置輸出的多個奇偶校驗(yàn)一致信號中的至少一個信號為非激活狀態(tài)的情況下，激活奇偶校驗(yàn)錯誤信號這種情況下，在被有效化的多個奇偶校驗(yàn)一致信號中的至少一個信號為非激活狀態(tài)的情況下激活奇偶校驗(yàn)錯誤信號，因此能夠在存儲有有效數(shù)據(jù)的存儲位置的任何一個中存在奇偶校驗(yàn)錯誤時，判斷為并行聯(lián)想存儲器存儲有錯誤的數(shù)據(jù)。


圖1是表示基于本發(fā)明第一實(shí)施方式的并行CAM結(jié)構(gòu)的功能框圖。圖2是表示圖1中的CAM存儲單元和字匹配檢測電路結(jié)構(gòu)的功能框圖。圖3是表示圖1中的CAM存儲單元和其周邊電路結(jié)構(gòu)的電路圖。圖4是表示圖1中的奇偶校驗(yàn)存儲單元和其周邊電路結(jié)構(gòu)的電路圖。圖5是表示圖4所示的奇偶校驗(yàn)存儲單元和其周邊電路的另一例的電路圖。圖6是表示基于本發(fā)明第二實(shí)施方式的并行CAM結(jié)構(gòu)的功能框圖。圖7是表示圖6中的CAM存儲單元和其周邊電路結(jié)構(gòu)的電路圖。圖8是表示基于本發(fā)明第三實(shí)施方式的并行CAM結(jié)構(gòu)的功能框圖。圖9是表示基于本發(fā)明第四實(shí)施方式的并行CAM結(jié)構(gòu)的功能框圖。圖10是表示圖9所示的奇偶校驗(yàn)存儲單元和其周邊電路結(jié)構(gòu)的電路圖。圖11是表示基于本發(fā)明第五實(shí)施方式的并行CAM結(jié)構(gòu)的功能框圖。圖12是表示圖11所示的奇偶校驗(yàn)存儲單元和其周邊電路結(jié)構(gòu)的電路圖。圖13是表示現(xiàn)有的并行CAM結(jié)構(gòu)的功能框圖。標(biāo)號說明3奇偶校驗(yàn)存儲單元10 并行 CAM12寫入檢索奇偶校驗(yàn)產(chǎn)生器14存儲位置16與非門電路17 CAM存儲單元20異或電路22與非門電路24奇偶校驗(yàn)產(chǎn)生電路42數(shù)據(jù)比較器
44寫入奇偶校驗(yàn)產(chǎn)生器46檢索奇偶校驗(yàn)產(chǎn)生器48奇偶校驗(yàn)比較器
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。附圖中對相同或者等同部分標(biāo)以同一的符號，并省略對其進(jìn)行反復(fù)說明。[第一實(shí)施方式]參照圖1，基于本發(fā)明第一實(shí)施方式的并行CAMlO同時檢索所有地址，并判斷是否存儲有與所輸入的數(shù)據(jù)相同的數(shù)據(jù)，該并行CAMlO包括寫入檢索奇偶校驗(yàn)產(chǎn)生器12 ；對應(yīng)于多個地址的多個存儲位置14 ；以及與非門電路(負(fù)邏輯)16。圖1中代表性地示出1個存儲位置14。寫入檢索奇偶校驗(yàn)產(chǎn)生器12產(chǎn)生在寫入和檢索時輸入的η位的數(shù)據(jù)WD、SD的奇偶校驗(yàn)WP、SP。各個存儲位置14包括n(自然數(shù))個CAM存儲單元17、1個奇偶校驗(yàn)存儲單元3、地址譯碼器4、鎖存電路18、異或電路20以及與非門電路22。參照圖2，各個CAM存儲單元17包括存儲單元核9和數(shù)據(jù)比較器42。此外，η個 CAM存儲單元17具有存儲在寫入時輸入的η位的寫入數(shù)據(jù)WD的功能；和將在檢索時輸入的η位的檢索數(shù)據(jù)SD與該被存儲的η位的寫入數(shù)據(jù)WD進(jìn)行比較的功能。各存儲單元核9 存儲寫入數(shù)據(jù)WD中的對應(yīng)的1位。各數(shù)據(jù)比較器42將檢索數(shù)據(jù)SD中的對應(yīng)的1位與存儲在對應(yīng)的存儲單元核9中的寫入數(shù)據(jù)WD的1位進(jìn)行比較。各個存儲位置14還包括字匹配檢測電路，其在檢索時輸入的η位的檢索數(shù)據(jù)SD 與存儲在CAM存儲單元17中的η位的數(shù)據(jù)一致時，將字?jǐn)?shù)據(jù)一致信號DM激活成高電平(電源電位VDD)。具體而言，字匹配檢測電路11包括檢索用匹配線ML、匹配線預(yù)充電電路13 以及讀出電路15。匹配線預(yù)充電電路13將檢索用匹配線ML預(yù)充電成高電平。各數(shù)據(jù)比較器42在檢索數(shù)據(jù)SD中的對應(yīng)的1位與存儲在對應(yīng)的存儲單元核9中的數(shù)據(jù)的1位不一致時，將檢索用匹配線ML放電至低電平(接地電位GND)。讀出電路15對檢索用匹配線ML 的電位進(jìn)行檢測、放大。再次參照圖1，奇偶校驗(yàn)存儲單元3存儲由寫入檢索奇偶校驗(yàn)產(chǎn)生器12在寫入時產(chǎn)生的奇偶校驗(yàn)WP。鎖存電路18響應(yīng)時鐘信號CLK來對字?jǐn)?shù)據(jù)一致信號DM進(jìn)行鎖存。異或電路20對由寫入檢索奇偶校驗(yàn)產(chǎn)生器12在檢索時產(chǎn)生的奇偶校驗(yàn)SP與存儲在奇偶校驗(yàn)存儲單元3 中的奇偶校驗(yàn)RP( = WP)是否一致進(jìn)行判斷，并在一致時激活負(fù)邏輯的奇偶校驗(yàn)一致信號 /PM。與非門電路22響應(yīng)被鎖存電路18鎖存的字?jǐn)?shù)據(jù)一致信號DML來使從異或電路20輸出的奇偶校驗(yàn)一致信號/PM有效。被鎖存的字?jǐn)?shù)據(jù)一致信號DML高電平激活，在表示數(shù)據(jù)一致的情況下，奇偶校驗(yàn)一致信號/PM低電平激活(接地電位GND)，在表示奇偶校驗(yàn)一致時，有效奇偶校驗(yàn)一致信號PMV高電平激活，表示數(shù)據(jù)和奇偶校驗(yàn)均一致。另一方面，被鎖存的字?jǐn)?shù)據(jù)一致信號DML高電平激活，在表示數(shù)據(jù)一致時，不將奇偶校驗(yàn)一致信號/PM激活成高電平，在表示奇偶校驗(yàn)不一致時，不將有效奇偶校驗(yàn)一致信號PMV激活成低電平，表示數(shù)據(jù)一致，但奇偶校驗(yàn)不一致。
與非門電路16在從多個存儲位置14輸出的多個有效奇偶校驗(yàn)一致信號PMV中的至少一個為低電平(非激活)時，激活奇偶校驗(yàn)錯誤信號PE。參照圖3，CAMlO還包括兼作讀出寫入檢索的位線BLTRWS、BLCRWS以及字線札。位線BLTRWS和BLCRWS與η個CAM存儲單元17對應(yīng)地設(shè)置η對，但圖3中僅代表性地示出1 對。字線WL與多個存儲位置對應(yīng)地設(shè)置多條，但圖3中僅代表性地示出1條。檢索用匹配線ML也與多個存儲位置對應(yīng)地設(shè)置多條，但圖3中僅代表地示出1條。位線BLTRWS和BLCRWS在數(shù)據(jù)讀出和寫入時被預(yù)充電成高電平，在數(shù)據(jù)檢索時被預(yù)充電成低電平。字線WL在數(shù)據(jù)讀出和寫入時被驅(qū)動成高電平。檢索用匹配線ML在數(shù)據(jù)檢索時被預(yù)充電成高電平。在從外部給予的η位的數(shù)據(jù)SD與存儲在CAM存儲單元17中的η位的數(shù)據(jù)完全一致時，檢索用匹配線ML不放電，維持高電平。另一方面，在從外部給予的η位的數(shù)據(jù)與存儲在CAM存儲單元17中的η位的數(shù)據(jù)即使1位不一致時，檢索用匹配線ML放電而成為低電平。檢索用匹配線ML的電位由圖2所示的字匹配檢測電路11內(nèi)的讀出電路15檢測、放大， 在數(shù)據(jù)一致時字?jǐn)?shù)據(jù)一致信號DM成為高電平，在數(shù)據(jù)不一致時字?jǐn)?shù)據(jù)一致信號DM成為低電平。存儲單元核9包括對1位的數(shù)據(jù)進(jìn)行保持的鎖存電路M ；和由η溝道MOS晶體管構(gòu)成的存取晶體管TNAO和ΤΝΑ1。鎖存電路M具有被交叉耦合的CMOS(CompIimentary Metal Oxide Semiconductor)變換器26和洲。CMOS變換器26的輸入節(jié)點(diǎn)30與存儲節(jié)點(diǎn)SNC連接，輸出節(jié)點(diǎn)32與存儲節(jié)點(diǎn)SNT連接。CMOS變換器28的輸入節(jié)點(diǎn)34與存儲節(jié)點(diǎn) SNT連接，輸出節(jié)點(diǎn)36與存儲節(jié)點(diǎn)SNC連接。CMOS變換器沈包括由ρ溝道MOS晶體管構(gòu)成的負(fù)載晶體管TPO和由η溝道MOS 晶體管構(gòu)成的驅(qū)動晶體管ΤΝ0。負(fù)載晶體管TPO的柵極與輸入節(jié)點(diǎn)30連接，源極與電源38 連接，漏極與輸出節(jié)點(diǎn)32連接。驅(qū)動晶體管TNO的柵極與輸入節(jié)點(diǎn)30連接，源極與接地40 連接，漏極與輸出節(jié)點(diǎn)32連接。CMOS變換器28包括由ρ溝道MOS晶體管構(gòu)成的負(fù)載晶體管TPl和由η溝道MOS 晶體管構(gòu)成的驅(qū)動晶體管ΤΝ1。負(fù)載晶體管TPl的柵極與輸入節(jié)點(diǎn)34連接，源極與電源38 連接，漏極與輸出節(jié)點(diǎn)36連接。驅(qū)動晶體管Tm的柵極與輸入節(jié)點(diǎn)34連接，源極與接地40 連接，漏極與輸出節(jié)點(diǎn)36連接。存取晶體管TNAO的柵極與字線WL連接，一方源極/漏極與位線BLTRWS連接，另一方源極/漏極與存儲節(jié)點(diǎn)SNT連接。存取晶體管TNAl的柵極與字線WL連接，一方源極 /漏極與位線BLCRWS連接，另一方源極/漏極與存儲節(jié)點(diǎn)SNC連接。數(shù)據(jù)比較器42將經(jīng)由位線BLTRWS、BLCRWS給予的輸入數(shù)據(jù)與存儲在鎖存電路M 中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。具體而言，數(shù)據(jù)比較器42包括由η溝道MOS晶體管構(gòu)成的比較晶體管 TNCO和TNCl ；以及由η溝道MOS晶體管構(gòu)成的匹配晶體管 Μ。比較晶體管TNCO的柵極與存儲節(jié)點(diǎn)SNC連接，一方源極/漏極與位線BLTRWS連接，另一方源極/漏極與共同匹配節(jié)點(diǎn)MN連接。比較晶體管TNCl的柵極與存儲節(jié)點(diǎn)SNT連接，一方源極/漏極與位線BLCRWS 連接，另一方源極/漏極與共同匹配節(jié)點(diǎn)MN連接。匹配晶體管 M的柵極與共同匹配節(jié)點(diǎn) MN連接，源極與接地40連接，漏極與檢索用匹配線ML連接。參照圖4，奇偶校驗(yàn)存儲單元3具有與CAM存儲單元17相同的存儲單元核9。但是，奇偶校驗(yàn)存儲單元3不具有包括在CAM存儲單元17中的數(shù)據(jù)比較器42。此外，作為奇偶校驗(yàn)RP直接讀出存儲節(jié)點(diǎn)SNT的電位。此外，位線BLTRW和BLCRW兼作讀出和寫入，在數(shù)據(jù)讀出和寫入時被預(yù)充電成高電平，但在數(shù)據(jù)檢索時沒有特別的變化。位線將該兼作讀出寫入的位線BLTRW、BLCRW和上述兼作讀出寫入檢索的位線BLTRWS、BLCRWS合起來作為整體設(shè)置(n+1)對。此外，圖4中，奇偶校驗(yàn)RP從存儲節(jié)點(diǎn)SNT讀出，但也可以如圖5所示那樣從另一方的存儲節(jié)點(diǎn)SNC讀出。這種情況下，為了使邏輯電平匹配，插入CMOS變換器43。以下說明該CAMlO的工作。寫入和讀出工作與以往大致相同。概括地說，寫入工作中，所輸入的η位的數(shù)據(jù)WD 被寫入η個CAM存儲單元17中。與之同時，由寫入檢索奇偶校驗(yàn)產(chǎn)生器12根據(jù)η位的數(shù)據(jù)WD計(jì)算奇偶校驗(yàn)WP。計(jì)算出的奇偶校驗(yàn)WP被寫入奇偶校驗(yàn)存儲單元3中。另一方面， 讀出工作中，從η個CAM存儲單元17讀出η位的數(shù)據(jù)。讀出時，也可以使用在“背景技術(shù)，， 一欄中所述的方法與以往相同地進(jìn)行奇偶校驗(yàn)檢查。檢索工作與以往不同，因此以下進(jìn)行詳細(xì)說明。為了對存儲在CAM存儲單元17中的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索，首先，檢索用匹配線ML被預(yù)充電成高電平，位線BLTRWS、BLCRWS被預(yù)充電成低電平。此時，比較晶體管TNCO或TNCl響應(yīng)高電平的存儲節(jié)點(diǎn)SNT或SNC而導(dǎo)通，因此共同匹配節(jié)點(diǎn)MN成為低電平。因此，匹配晶體管 M截止。在此狀態(tài)下，將要檢索的數(shù)據(jù) SD分配給位線BLTRWS、BLCRffS時，在要檢索的數(shù)據(jù)SD與存儲的數(shù)據(jù)一致的CAM存儲單元 17中，共同匹配節(jié)點(diǎn)MN保持低電平的狀態(tài)，但在不一致的CAM存儲單元17中，共同匹配節(jié)點(diǎn)MN向高電平上升。因此，在數(shù)據(jù)不一致的CAM存儲單元17中，匹配晶體管 Μ導(dǎo)通，檢索用匹配線ML成為低電平，表示數(shù)據(jù)不一致。即，在檢索時輸入的η位的數(shù)據(jù)SD與存儲在 CAM存儲單元17中的η位的數(shù)據(jù)一致時，字?jǐn)?shù)據(jù)一致信號DM高電平激活。另一方面，這些數(shù)據(jù)即使1位不一致，則字?jǐn)?shù)據(jù)一致信號DM不低電平激活。字?jǐn)?shù)據(jù)一致信號DM被鎖存電路18鎖存。與此同時，由寫入檢索奇偶校驗(yàn)產(chǎn)生器12根據(jù)η位的檢索數(shù)據(jù)SD計(jì)算奇偶校驗(yàn) SP。此外，從奇偶校驗(yàn)存儲單元3讀出奇偶校驗(yàn)RP。由異或電路20將計(jì)算出的奇偶校驗(yàn) SP與所讀出的奇偶校驗(yàn)RP進(jìn)行比較，在奇偶校驗(yàn)SP與RP —致時，奇偶校驗(yàn)一致信號/PM 成為低電平，在奇偶校驗(yàn)SP與RP不一致時，奇偶校驗(yàn)一致信號/PM成為高電平。在數(shù)據(jù)不一致的存儲位置14，奇偶校驗(yàn)一致信號/PM沒有意義，因此若被鎖存電路18鎖存的字?jǐn)?shù)據(jù)一致信號DML為高電平，則奇偶校驗(yàn)一致信號PM通過與非門電路22被有效化。在奇偶校驗(yàn)SP、RP —致時，有效奇偶校驗(yàn)一致信號PMV為高電平，在奇偶校驗(yàn)SP、RP不一致時，有效奇偶校驗(yàn)一致信號PMV為低電平。同時將η位的檢索數(shù)據(jù)SD分配到所有的存儲位置14上，上述工作在所有的存儲位置14中同時進(jìn)行。在所輸入的η位的檢索數(shù)據(jù)SD與所存儲的η位的數(shù)據(jù)一致的存儲位置14，字?jǐn)?shù)據(jù)一致信號DM成為高電平。因此，從該存儲位置14輸出具有意義的有效奇偶校驗(yàn)一致信號PMV。在從多個存儲位置14輸出的多個有效奇偶校驗(yàn)一致信號PMV中至少一個為表示奇偶校驗(yàn)不一致的低電平，則奇偶校驗(yàn)錯誤信號PE成為高電平。如以上那樣，根據(jù)第一實(shí)施方式，在數(shù)據(jù)檢索時，從CAM存儲單元17讀出數(shù)據(jù)，根據(jù)該數(shù)據(jù)計(jì)算奇偶校驗(yàn)，能夠在不對該奇偶校驗(yàn)和存儲在奇偶校驗(yàn)存儲單元3中的奇偶校驗(yàn)RP進(jìn)行比較的情況下，對由寫入檢索奇偶校驗(yàn)產(chǎn)生器12計(jì)算出的奇偶校驗(yàn)SP和存儲在奇偶校驗(yàn)存儲單元3中的奇偶校驗(yàn)RP進(jìn)行比較，因此能夠快速地執(zhí)行奇偶校驗(yàn)檢查。而且，在與所有的地址對應(yīng)的所有的存儲位置14，數(shù)據(jù)和奇偶校驗(yàn)被同時檢查，因此能夠更快速地執(zhí)行奇偶校驗(yàn)檢查。此外，從異或電路20輸出的奇偶校驗(yàn)一致信號/PM僅在從外部輸入的檢索數(shù)據(jù)SD 與存儲在CAM存儲單元17中的數(shù)據(jù)一致時被有效化，因此始終不從數(shù)據(jù)不一致的存儲位置 14輸出無意義的奇偶校驗(yàn)一致信號/PM。此外，若多個有效奇偶校驗(yàn)一致信號PMV中的即使一個為低電平，則奇偶校驗(yàn)錯誤信號PE成為高電平，因此能夠在存儲有有效的數(shù)據(jù)的存儲位置14的任何一個存在奇偶校驗(yàn)錯誤時，判斷為并行CAMlO存儲有錯誤的數(shù)據(jù)。[第二實(shí)施方式]在上述第一實(shí)施方式中，寫入端口和檢索端口被合并，但在該第二實(shí)施方式中，寫入端口和檢索端口獨(dú)立地同時存在。具體而言，如圖6所示，分別設(shè)置有寫入奇偶校驗(yàn)產(chǎn)生器44和檢索奇偶校驗(yàn)產(chǎn)生器46。寫入奇偶校驗(yàn)產(chǎn)生器44產(chǎn)生所輸入的η位寫入數(shù)據(jù)WD 的奇偶校驗(yàn)WP。檢索奇偶校驗(yàn)產(chǎn)生器46產(chǎn)生所輸入的η位檢索數(shù)據(jù)SD的奇偶校驗(yàn)SP。在寫入時，寫入數(shù)據(jù)WD被寫入CAM存儲單元17中，并且根據(jù)寫入數(shù)據(jù)WD計(jì)算奇偶校驗(yàn)WP，寫入到奇偶校驗(yàn)存儲單元3中。在檢索時，同時檢索與所有地址對應(yīng)的存儲位置14，判斷與檢索數(shù)據(jù)SD —致的數(shù)據(jù)是否被存儲在CAM存儲單元17中，并且根據(jù)檢索數(shù)據(jù)SD計(jì)算奇偶校驗(yàn)SP，判斷是否與存儲在奇偶校驗(yàn)存儲單元3中的奇偶校驗(yàn)RP —致。此外，位線被分離成讀出及寫入兼用；和檢索專用。具體而言，如圖7所示，分別設(shè)置有兼作讀出寫入的位線BLTRW、BLCRff和檢索專用位線BLTS、BLCS。所輸入的數(shù)據(jù)WD經(jīng)由兼作讀出寫入的位線BLTRW、BLCRff寫入CAM存儲單元17中，從CAM存儲單元17讀出的數(shù)據(jù)經(jīng)由兼作讀出寫入的位線BLTRW、BLCRW輸出。所輸入的檢索數(shù)據(jù)SD被分配到檢索專用位線BLTS、BLCS上。根據(jù)該第二實(shí)施方式，寫入端口和檢索端口分別設(shè)置，因此能夠同時進(jìn)行數(shù)據(jù)的寫入和檢索。[第三實(shí)施方式]在上述第一實(shí)施方式中設(shè)置有鎖存電路18，但在該第三實(shí)施方式中省略了鎖存電路。具體而言，如圖8所示，字?jǐn)?shù)據(jù)一致信號DM直接被分配到與非門電路22上。[第四實(shí)施方式]在上述第一實(shí)施方式中設(shè)置有異或電路20，但在該第四實(shí)施方式中代替異或電路 20，在各奇偶校驗(yàn)存儲單元3中具有與異或電路20相同的功能。具體而言，如圖9和圖10所示，檢索數(shù)據(jù)SD的奇偶校驗(yàn)SP被分配到與奇偶校驗(yàn)存儲單元3對應(yīng)的位線BLTRWS、BLCRWS 上，并且在奇偶校驗(yàn)存儲單元3內(nèi)設(shè)置有奇偶校驗(yàn)比較器48。奇偶校驗(yàn)比較器48包括由 η溝道MOS晶體管構(gòu)成的比較晶體管TNC0、TNC1 ；和由ρ溝道MOS晶體管TPC和η溝道MOS 晶體管TNC構(gòu)成的CMOS變換器50，奇偶校驗(yàn)比較器48判斷經(jīng)由位線BLTRWS、BLCRWS所分配的奇偶校驗(yàn)SP與存儲在奇偶校驗(yàn)存儲單元3中的奇偶校驗(yàn)是否一致，在一致時將奇偶校驗(yàn)一致信號/PM激活成低電平，在不一致時不將奇偶校驗(yàn)一致信號/PM激活成高電平。該奇偶校驗(yàn)一致信號/PM被分配給與非門電路22。
此外，在本第四實(shí)施方式，也可以與圖8所示的第三實(shí)施方式相同地省略鎖存電路18。[第五實(shí)施方式]也可以組合圖6及圖7所示的第二實(shí)施方式和圖9及圖10所示的第四實(shí)施方式。 具體而言，在第五實(shí)施方式中，如圖11和圖12所示，由檢索奇偶校驗(yàn)產(chǎn)生器46產(chǎn)生的奇偶校驗(yàn)SP被分配到與奇偶校驗(yàn)存儲單元3對應(yīng)的位線BLTS、BLCS上，并且，在奇偶校驗(yàn)存儲單元3內(nèi)設(shè)置奇偶校驗(yàn)比較器48。此外，在該第五實(shí)施方式中，也可以與圖8所示的第三實(shí)施方式相同而省略鎖存電路18。另外，邏輯電路的高電平和低電平可以相反，也可以與之對應(yīng)而適當(dāng)變更邏輯電路，作為整體來實(shí)現(xiàn)相同的邏輯。以上說明了本發(fā)明的實(shí)施方式，但上述實(shí)施方式只不過是用于實(shí)施本發(fā)明的例示。因此，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，而是在不脫離其要旨的范圍內(nèi)能夠適當(dāng)變更上述實(shí)施方式來實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種并行聯(lián)想存儲器，其同時檢索所有地址并判斷是否存儲有與所輸入的數(shù)據(jù)相同的數(shù)據(jù)，其特征在于，包括奇偶校驗(yàn)產(chǎn)生機(jī)構(gòu)，其用于產(chǎn)生在寫入和檢索時輸入的η位數(shù)據(jù)的奇偶校驗(yàn)；和與多個地址對應(yīng)的多個存儲位置， 上述存儲位置各自包括η個CAM存儲單元，其存儲在寫入時輸入的η位數(shù)據(jù)，并且將在檢索時輸入的η位數(shù)據(jù)與其存儲的η位數(shù)據(jù)進(jìn)行比較；奇偶校驗(yàn)存儲單元，其存儲由上述奇偶校驗(yàn)產(chǎn)生機(jī)構(gòu)在寫入時產(chǎn)生的奇偶校驗(yàn)；以及奇偶校驗(yàn)檢查機(jī)構(gòu)，其判斷由上述奇偶校驗(yàn)產(chǎn)生機(jī)構(gòu)在檢索時產(chǎn)生的奇偶校驗(yàn)與存儲在上述奇偶校驗(yàn)存儲單元中的奇偶校驗(yàn)是否一致。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并行聯(lián)想存儲器，其特征在于，上述奇偶校驗(yàn)檢查機(jī)構(gòu)在上述奇偶校驗(yàn)一致的情況下激活奇偶校驗(yàn)一致信號， 上述存儲位置各自還包括字匹配檢測電路，其在檢索時輸入的η位數(shù)據(jù)與存儲在上述CAM存儲單元中的η位數(shù)據(jù)一致的情況下激活字?jǐn)?shù)據(jù)一致信號；和奇偶校驗(yàn)有效化機(jī)構(gòu)，其響應(yīng)由上述字匹配檢測電路激活的字?jǐn)?shù)據(jù)一致信號而使從上述奇偶校驗(yàn)檢查機(jī)構(gòu)輸出的奇偶校驗(yàn)一致信號有效。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的并行聯(lián)想存儲器，其特征在于，還包括奇偶校驗(yàn)錯誤檢測機(jī)構(gòu)，該奇偶校驗(yàn)錯誤檢測機(jī)構(gòu)在通過上述奇偶校驗(yàn)有效化機(jī)構(gòu)而被有效化的、從上述多個存儲位置輸出的多個奇偶校驗(yàn)一致信號中的至少一個信號為非激活狀態(tài)的情況下，激活奇偶校驗(yàn)錯誤信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并行聯(lián)想存儲器，其特征在于， 上述奇偶校驗(yàn)產(chǎn)生機(jī)構(gòu)包括寫入奇偶校驗(yàn)產(chǎn)生器，其產(chǎn)生在寫入時輸入的η位數(shù)據(jù)的奇偶校驗(yàn)；和檢索奇偶校驗(yàn)產(chǎn)生器，其產(chǎn)生在檢索時輸入的η位數(shù)據(jù)的奇偶校驗(yàn)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠在檢索時快速執(zhí)行奇偶校驗(yàn)檢查的并行CAM。CAM(10)同時檢索所有的地址并判斷是否存儲有與所輸入的數(shù)據(jù)相同的數(shù)據(jù)，其包括寫入檢索奇偶校驗(yàn)產(chǎn)生器(12)，產(chǎn)生n位的寫入和檢索數(shù)據(jù)(WD)、(SD)的奇偶校驗(yàn)(WP)、(SP)；與多個地址對應(yīng)的多個存儲位置(14)；以及與非門電路(16)，在從存儲位置(14)輸出的有效奇偶校驗(yàn)一致信號(PMV)中的至少一個為非激活狀態(tài)的情況下，激活奇偶校驗(yàn)錯誤信號(PE)。各存儲位置(14)包括n個數(shù)據(jù)存儲單元(2)；奇偶校驗(yàn)存儲單元(3)；異或電路(20)，判斷奇偶校驗(yàn)(SP)和奇偶校驗(yàn)(RP)是否一致，當(dāng)一致時激活奇偶校驗(yàn)一致信號/PM；以及與非門電路(22)，響應(yīng)數(shù)據(jù)一致信號(DML)而使奇偶校驗(yàn)一致信號/PM有效。
文檔編號G11C15/04GK102197435SQ20098014311
公開日2011年9月21日 申請日期2009年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月28日
發(fā)明者宮武久忠 申請人:國際商業(yè)機(jī)器公司