[发明专利]三元内容可寻址存储器中的错误检测方法

说明书

三元内容可寻址存储器中的错误检测方法。本发明涉及用于在三元内容可寻址存储器TCAM中优选实时地进行错误检测的方法，其中利用在指定的输入地址（200）处的读取操作来发起错误检测，提供附加的随机存取存储器RAM，所述RAM具有与TCAM相同数量的位置，各自由数据和掩码组成的对应读取数据条目（210）被放置在相同的地址位置。本发明涉及用于在三元内容可寻址存储器TCAM中优选实时地进行错误检测的方法，其中错误检测是通过所搜索的输入关键字（400）的发现来触发的，并且以在指定的存储器地址（410）处的读取操作开始，其中提供附加的随机存取存储器RAM，所述RAM具有与TCAM相同数量的位置，各自由数据和掩码组成的对应读取数据条目（420）被放置在相同的地址位置。

技术领域

本发明涉及用于在三元内容可寻址存储器TCAM中优选实时地进行错误检测的方法，其中错误检测是利用在指定输入地址处的读取操作来发起的。

此外，本发明涉及用于在三元内容可寻址存储器TCAM中优选实时地进行错误检测的方法。

本发明总地涉及计算和设备联网。更特别地，本发明涉及三元内容可寻址存储器（TCAM）中的实时错误检测机制。

背景技术

三元内容可寻址存储器（TCAM）是专门化的内容可寻址存储器（CAM），其被设计用于在最长匹配上进行搜索的快速表查找，诸如由IP前缀组织的IP路由表。作为一类CAM存储器的TCAM具有存储在数据条目中的位，并且可以具有三个不同的位值，以用于与输入字匹配的目的（“1”、“0”和“无所谓”）。每个TCAM条目具有三个实体：值、掩码和结果。该值是将被匹配的模式（例如，IP/MAC地址）。掩码由与值模式相关联的掩码位（0、1和“无所谓”）组成，并且表示前缀。在查找搜索发现模式和掩码的情况下，结果是肯定结果。在搜索操作期间，TCAM将输入数据与存储在TCAM中的所有有效数据条目进行比较，给出多个匹配的列表，并且确定为比较的数据提供匹配的第一地址。更精确地，在一个时钟周期中，输入数据与存储在TCAM中的每个有效数据进行比较。当所有位都与存储数据匹配时，获得TCAM条目的肯定匹配结果。无论输入数据位具有哪个值，当存储在TCAM中的“无所谓”数据位与输入数据位进行比较时，所述存储在TCAM中的“无所谓”数据位将提供匹配。

考虑到TCAM中的数据完整性错误，这样的错误通常由宇宙射线发射和电离辐射引入。这些类型的错误被表征为所谓的软错误。除了这些软错误之外，还存在称为搜索错误的另一种错误。由于针对TCAM搜索的输入是搜索关键字并且输出是为比较的关键字提供匹配的第一地址的事实，因此可能引入搜索错误。搜索错误可能导致：假匹配（假命中），当搜索关键字命中错的条目时，即较低优先级条目或不应当为所述搜索关键字提供匹配的条目；或者条目拒绝搜索关键字（假未命中），尽管它本应当匹配。

TCAM中的软错误比RAM中的软错误更具破坏性。虽然RAM中的软错误仅引起单个查找故障，但TCAM中的软错误可能引起许多不同的查找由于第一匹配语义而失败。这是因为搜索关键字的查找结果是该关键字匹配的第一条目的索引而发生。软错误引发TCAM中使用的许多已知的可靠性机制的最高故障率。

无法容易地保护存储在TCAM中的数据。TCAM数据错误保护已被认为是复杂的过程，因为它要求在检测错误之前对TCAM条目进行读取和匹配。这些操作消耗集成电路带宽和功率。保护TCAM数据是合期望的，因为TCAM可以用于存储网络路由和其他信息。基于TCAM的设备可以执行在许多联网应用中使用的高速分组分类。为了支持分组分类，TCAM每秒钟执行数百万次关键字搜索操作，并且消耗大量功率。另外，TCAM在字长变化方面有灵活性差的问题。