[发明专利]一种增强型TL-TCAM查表型硬件搜索引擎

权利要求书

1.一种增强型TL-TCAM查表型硬件搜索引擎，其特征在于，每个字电路包括多个增强型TL-TCAM单元电路，所述增强型TL-TCAM单元电路包括四个存储单元MC1-MC4和十三个N型晶体管N1-N13；存储单元MC采用双稳态电路结构，存储值位于存储单元MC的T端，存储单元MC的F端为其“非”值，N型晶体管N1的栅极与OneX相连，N型晶体管N1的源极接电源，N型晶体管N1的漏极与N型晶体管N2的源极相连，N型晶体管N2的漏极与N型晶体管N3的源极相连,N型晶体管N3的漏极与ML_X相连，N型晶体管N3的栅极与N型晶体管N7的源极相连，N型晶体管N7的栅极与XSL_11相连，N型晶体管N7的漏极与存储单元MC2的F端相连，存储单元MC2的T端与N型晶体管N6的源极相连，N型晶体管N6的栅极与LSL_11相连，N型晶体管N6的漏极与N型晶体管N5的源极相连，N型晶体管N5的栅极与LSL_00相连，N型晶体管N5的漏极与存储单元MC1的T端相连，存储单元MC1的F端与N型晶体管N4的源极相连，N型晶体管N4的栅极与XSL_00相连，N型晶体管N4的漏极与N型晶体管N12的源极相连，N型晶体管N12的栅极与字线WL相连，N型晶体管N12的漏极与位线BL1相连，N型晶体管N4的漏极通过MA线与N型晶体管N7的源极相连，N型晶体管N2的栅极与N型晶体管N8的源极相连，N型晶体管N8的栅极与XSL_10相连，N型晶体管N8的漏极与存储单元MC3的F端相连，存储单元MC3的T端与N型晶体管N9的源极相连，N型晶体管N9的栅极与LSL_10相连，N型晶体管N9的漏极与N型晶体管N10的源极相连，N型晶体管N10的栅极与LSL_01相连，N型晶体管N10的漏极与存储单元MC4的T端相连，存储单元MC3的F端与N型晶体管N11的源极相连，N型晶体管N11的栅极与XSL_01相连，N型晶体管N11的漏极与N型晶体管N13的源极相连，N型晶体管N13的栅极与字线WL相连，N型晶体管N13的漏极与位线BL2相连，N型晶体管N11的漏极通过MB线与N型晶体管N2的栅极相连，N型晶体管N5的源极通过匹配线ML与N型晶体管N9的漏极相连；

m个增强型TL-TCAM单元电路并行连接在一起组成子段电路，m为正整数，子段电路中每个增强型TL-TCAM单元电路的字线WL、匹配线ML、ML_x各自分别短接在一起，匹配线ML与N型晶体管N15的漏极相连，ML_x与N型晶体管N15的栅极相连，N型晶体管N15的源极接地，ML_x与N型晶体管N14的漏极相连，N型晶体管N14的源极接地，N型晶体管N14的栅极与信号线OneX_in-Sement_b相连，多个子段电路并行连接组成一个字电路。

2.根据权利要求1所述的增强型TL-TCAM查表型硬件搜索引擎，其特征在于，字电路阵列的LSL_00、LSL_01、LSL_10、LSL_11、XSL_00、XSL_01、XSL_10、XSL_11、OneX分别都与译码器decode_SLW相连，译码器decode_SLW的真值表如下表：

表中“-”代表“0”；

当(SLW#1,SLW#2)中没有G_X时,LSL_00、LSL_01、LSL_10、LSL_11中有且只有一根线被选中，LSL_00、LSL_01、LSL_10、LSL_11的值等于1，OneX和XSL_00、XSL_01、XSL_10、XSL_11都为0，则与其相连的N型晶体管会打开，对应的MC单元的T端的值会被选出至ML上；

如果LSL_00＝1，则MC1.T的值被选出至ML上，记为ML＝MC1.T；

如果LSL_11＝1，则ML＝MC2.T；

如果LSL_10＝1，则ML＝MC3.T；

如果LSL_01＝1，则ML＝MC4.T；

此时OneX＝0，N型晶体管N1关闭，则ML_X值为悬空，记为ML_x＝FLOAT，

当ML_x＝FLOAT，若ML＝1，则表示选中的MC单元中存储的MC.F＝1，也即：增强型TL-TCAM单元电路的搜索结果为匹配HIT；若ML＝0，则增强型TL-TCAM单元电路的搜索结果为失配MISS；

当(SLW#1,SLW#2)中有2个G_X时，LSL_00、LSL_01、LSL_10、LSL_11、XSL_00、XSL_01、XSL_10、XSL_11以及OneX都为0，N型晶体管N1关闭，ML_X＝FLOAT；N型晶体管N5、N型晶体管N6、N型晶体管N9、N型晶体管N10关闭，ML＝FLOAT；此时表示增强型TL-TCAM单元电路的搜索结果为匹配HIT；

当(SLW#1,SLW#2)中有1个G_X时，此时LSL_00、LSL_01、LSL_10、LSL_11都为0；N型晶体管N5、N型晶体管N6、N型晶体管N9、N型晶体管N10关闭，ML＝FLOAT；

XSL_00和XSL_11中有且只有一根被选中时；

若XSL_00被选中，则N型晶体管N4打开，则MA＝MC1.F；

若XSL_11被选中，则N型晶体管N7打开，MA＝MC2.F；

XSL_10和XSL_01中有且只有一根被选中时；

若XSL_10被选中，则N型晶体管N8打开，MB＝MC3.F；

若XSL_01被选中，则N型晶体管N11打开，MB＝MC4.F；

OneX＝1，N型晶体管N1打开，此时若MA线和MB线都为1，则N型晶体管N3和N型晶体管N2都打开，ML_x＝1，表示增强型TL-TCAM单元电路的搜索结果为失配MISS；此时若MA线和MB线中有一个0或两个都为0，则N型晶体管N2和N型晶体管N3中至少有一个关闭，ML_x＝FLOAT，表示增强型TL-TCAM单元电路的搜索结果为匹配HIT。