[发明专利]一种减少内容可寻址存储器功耗的装置和方法

权利要求书

1.一种减少内容可寻址存储器CAM在搜索操作期间的功耗的装置，其特征在于，该装置包括：

预处理模块，其根据预处理模式预处理CAM中的数据、待搜索数据；

预匹配CAM阵列，其存储CAM中的数据的预处理结果，接收经过预处理的待搜索数据，使待搜索数据的预处理结果与所存储的预处理结果进行比较，比较结果指示所述CAM中的哪些匹配线应该被预充电；

预匹配线预充和读出电路，其对预匹配CAM阵列的匹配线进行预充电，并输出所述预匹配CAM阵列的比较结果；和

CAM匹配线控制电路，其根据预匹配线预充和读出电路输出的比较结果，选择所述CAM的相应匹配线，进行预充电。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述预处理模块提取反映数据特征的信息，将数据D[N-1:0]处理成数据DP[K-1:0]，其中，N和K都是大于1的自然数，并且，K<<N。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述预处理模块包括多个运算模块和多选一电路，所述运算模块预先存储用于提取数据的特征信息的预处理模式，所述多选一电路根据来自外部的模式控制信号，从所述多个运算模块中选择一个运算模块以用于预处理。

4.如权利要求1或3所述的装置，其特征在于，所述预处理模式包括HASH算法运算模式、求数据字的二进制位中0的个数总和的运算模式、求数据字的二进制位中1的个数总和的运算模式、循环冗余检验CRC模式、用户自定义的运算模式。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述预匹配CAM阵列和/或所述CAM采用分级或分段机制执行搜索和匹配。

6.一种内容可寻址存储器CAM，其特征在于，该CAM包括预处理部分、主内容CAM阵列、匹配线读出电路和优先编码器，其中，所述预处理部分包括：

预处理模块，其根据预处理模式预处理主内容CAM阵列中的数据、待搜索数据；

预匹配CAM阵列，其存储主内容CAM阵列中的数据的预处理结果，接收经过预处理的待搜索数据，使待搜索数据的预处理结果与所存储的预处理结果进行比较，比较结果指示所述主内容CAM阵列的哪些匹配线应该被预充电；

预匹配线预充和读出电路，其对预匹配CAM阵列的匹配线进行预充电，并输出所述预匹配CAM阵列的比较结果；和

CAM匹配线控制电路，其根据预匹配线预充和读出电路输出的比较结果选择所述主内容CAM阵列的相应匹配线，进行预充电；

在执行搜索时，待搜索数据输入到主内容CAM阵列，与主内容CAM阵列中的数据执行搜索和匹配，匹配线读出电路输出指示匹配的结果，优先编码器根据该结果输出匹配地址。

7.一种减少内容可寻址存储器CAM搜索操作期间的功耗的方法，其特征在于，该方法包括：

根据预处理模式预处理CAM的数据，并存储经过预处理的数据；

对待搜索数据执行同样的预处理，利用待搜索数据的预处理结果与所存储的数据执行搜索和匹配，以确定匹配结果，该匹配结果指示所述CAM中的哪些匹配线应该被预充电；

对所述匹配结果指示的所述CAM中的匹配线进行预充电；以及

利用待搜索数据与所述CAM中的数据执行搜索和匹配。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：

根据模式控制信号选择多个预处理模式之一，其中，所述预处理模式提取反映数据特征的信息，将数据D[N-1:0]预处理成数据DP[K-1:0]，其中，N和K都是大于1的自然数，并且，K<<N。

9.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述预处理模式包括HASH算法运算模式、求数据字的二进制位中0的个数总和的运算模式、求数据字的二进制位中1的个数总和的运算模式、循环冗余检验CRC模式、用户自定义的运算模式。

10.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，对所述CAM中的数据执行搜索和匹配包括：采用分级或分段机制对所述CAM中的数据执行搜索和匹配。