[发明专利]一种内容寻址存储器查找性能测试方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及CAM(Content Addressable Memory，内容可寻址存储器)的技术，尤其涉及一种CAM查找性能测试方法及系统。 

背景技术

现代社会和技术越来越多的依靠信息或者数据。各种数据被存储或者保存，并被访问或者检索，以及被修改或者更新。 

传统的数据存储与查询的方法主要是利用高速处理器对RAM(RandomAccess Memory，随机存取器)存储器件进行存储内容的读或写操作，并使用复杂的算法来查询存储在RAM中的信息，这种方式对处理器的速度要求很苛刻，且由于算法的原因，对于宽带网络系统几乎不可能做到实时查询。网络的查找与搜索速度至少是目前网络处理器处理速度的40倍，满足不了网络的使用需求。 

使用CAM(Content Addressable Memory，内容可寻址存储器)器件使得快速查找数据内容成为可能。通过CAM器件的级连，使网络系统能够负担40Gbps的数据流量，不仅解决了网络带宽的瓶颈问题，而且也大大地减轻了处理器的负担，在高端应用中也降低了成本。 

CAM器件除了具有与一般存储器一样的读取或保存存储内容的功能，还具有逆向查找功能，即根据给定的特定内容返回这个内容对应的地址或索引。CAM有两个显著的特点： 

1、根据给定的特定内容查找存储单元中匹配的内容，并返回该匹配内容的地址索引或者索引信息； 

2、所有存储单元硬件并行匹配查找，速度快。 

CAM的主要作用在于高速地查询数据。在一个单一的时钟周期中，整个CAM的存储空间都被同时搜索比较一次，若有匹配，则输出匹配内容的地址信息、匹配信息和其他相关信息。 

CAM的工作示意图如图1a所示，在CAM中有数据库database用以存储数据。在database中数据的存储可以是8位或者16位或者其它位数，对于每个存储的数据都有存储空间的索引号index。CAM除了可以进行完全的数据内容查找外，还可以进行部分数据内容查找。向CAM输入要查找的数据，比如二进制数据“10110XXX”，其中的“XXX”表示任意值，CAM根据输入的要查找的数据“10110XXX”在database中查找到对应存储内容“10110010”，并返回该存储内容对应的索引号4。本文用存储宽度表示CAM的数据库database中每个存储空间可以存储的数据的二进制位数；用存储深度表示CAM的数据库database中有多少个存储空间。 

CAM根据输入的要查找的数据返回索引号的查找性能直接关系到应用CAM的网络进行快速查找性能的优劣。所以，测试CAM的查找性能是保障网络的快速查找功能的前提。 

目前，在现有技术方案中，通过CPU(Central Processing Unit，中央处理器)向CAM的database写入测试数据，并逐一查找写入的测试数据，检测CAM返回的索引号是否正确。该方案对CAM的测试虽然灵活，但是由于CPU接口速度较慢，对CAM查找写入的测试数据的速度也较慢，无法测试出CAM的高速查找性能。 

如图1b所示，在现有技术中，还可以用CPU通过CAM的控制总线向CAM的database写入测试数据，再用NP(Network Processor，网络处理器)通过CAM的业务总线对CAM单元进行查找测试。其中，业务总线包括业务输入总线，业务输出总线。业务输入总线用于向CAM输入要查找的数据；业务输出总线用于CAM返回查找的数据对应的索引号。由于，NP接口速度快，可以达到CAM的线速，所以可以测试CAM高速的查找性能。CPU向CAM 的database写入测试数据的测试表项如表1所示，NP根据表1中的测试数据进行查找、验证。 

表1