CN113966532B 一种内容可寻址存储装置、方法及相关设备 （华为技术有限公司）

2021.11.29PCT/CN2019/0896872019.05.31WO2020/237682ZH2020.12.03US2014278329A1,2014.09.18本申请实施例公开了一种内容可寻址存储较单元中的K个目标比较单元，所述目标比较单制所述存储器读出所述待匹配的数据并分别发2比较器，包括N个比较单元，所述N个比较控制器，用于控制所述存储器读出所述待匹配的数据并分别发送至所述K个目标比较所述K个目标比较单元中的每一个目标比较单元，用于将对应的搜索数据与所述待匹所述K个目标比较单元中的每一个目标比较单元，还用于将对应的匹配结果发送至所项；所述K个目标比较单元中的每一个目标比较单元，具体用于将对应的搜索数据依次与所述K个比较单元中的每一个比较单元，用于将每次接收到的L条5.如权利要求4所述的装置，其特征在于所述调度器，还用于当在预设时间段内接收到的搜索数据超过预设数量3所述K个目标比较单元中的每一个目标比较单元，具体用于分别根据的数据项中的输出结果作为对应的搜索数据获取K个搜索数据，并将所述K个搜索数据分别调度给所述N个控制所述存储器读出所述待匹配的数据并分别发送至所述K通过所述K个目标比较单元中的每一个目标比较单元，将对应的搜索数据与所述待匹将所述K个目标比较单元中的每一个目标比较单元对应的匹配结果发送至所述结果输通过所述结果输出寄存器接收并存储所述K个目标比较单元分别发送的匹按照地址遍历方式，控制所述存储器依次读出所述M条数据项并分所述通过K个目标比较单元中的每一个目标比较单元，将对应的搜索数据与所述待匹所述通过K个目标比较单元中的每一个目标比较单元，将对应的搜索数通过地址轮询方式，在每个时钟周期控制所述存储器读出L条数据4通过K个目标比较单元中的每一个目标比较单元，将对应的搜索数据与所述待匹配的通过所述K个比较单元中的每一个比较单元，将每次接收到的L条在控制所述存储器读出所述待匹配的数据的过程中，控制所述通过K个目标比较单元中的每一个目标比较单元，将对应的搜索数据与所述待匹通过所述K个目标比较单元中的每一个目标比较单元，分别根据所述M据项中的输出结果作为对应的搜索数据的匹如权利要求1至9中任一所述的内容可寻址存储装置、如权利要求1至9任一所述的内容可寻址存储装置，以及5[0002]内容可寻址存储器(ContentAddressableMemory，CAM)是以内容进行寻址的存存储在CAM中的所有数据项进行比较，判别该输入数据项与CAM中存储的数据项是否相匹部分组成：CAM阵列(M阵列)、敏感进行搜索操作时，搜索数据(SearchKey)经过搜索线驱动SLdrivers加载到搜索线SL中，储存在存储单元M中的数据与SL进行匹配，匹配结果以电平变化的形式反映在匹配线(MatchLine，ML)上，ML上电压变化经过灵敏方法器SA放大，最后输出到优先级编码器所有存储单元中存储的数据同时比较，使得整个CAM阵列的所有数据项最快可在一个时钟6于将对应的搜索数据与所述待匹配的数据进行比较，并根据比较结果输出对应的匹配结而装置中的其他功能结构(调度器、控制器等)则可以基于硬件描述语言verilog等通用描元还分别耦合于内容可寻址存储装置中的结果输出寄存器，当N个比较单元中的任意一个7个比较单元，用于将每次接收到的L条数据项与对应的搜索数据进行比较。本申请实施例可以为，控制器通过控制读出存储器中L条数据项且并行发送至当前在执行搜索操作的比较单元，而正在执行搜索操作的比较单元则是将每次接收到的L条数据与存储的搜索数据数据项的全部或者部分进行了比较)则可以停止该比较单元的搜索操作，此时控制器控制不再将从存储器中读出的数据项发送至已完成搜索操作的于有在线刷新待匹配的数据的需求的系统，可以通过选用带独立读/写两个端口的存储器8等于N的整数；控制所述存储器读出所述待匹配的数据并分别发送至所述K个目标比较单述K个目标比较单元中的每一个目标比较单元对应的匹配结果发送至所述结果输出寄存输出寄存器接收并存储所述K个目标比较单元分别发送的匹的搜索数据的匹配数据项。9数据项的查询控制信息，将对应的搜索数据与每一条数据项中的待匹配的内容进行比较，并将匹配的数据项中的输出结果作为对应的搜索数据的匹配结果[0028]上述第一方面以及结合上述第一方面中的任意一种实现方式所提供的内容可寻[0039]图3为本申请实施例提供的一种基于Memory地址遍历的扩展位宽模拟CAM处理的算设备上运行的应用和计算设备都可以是部件。一个或多个部件可驻留在进程和/或执行[0052](3)随机存取存储器RAM可以进一步分为：静态随机存储(StaticRandomAccess[0053](4)双倍速率同步动态随机存取存储器(DoubleDataRateSynchronous[0057](8)轮询调度(RoundRobinScheduling)算法就是以循环的方式依次请求调度/时逐个比对目标匹配数据(即本申请中的搜索输入数据)和读出表项数据(即本申请中的数历的模拟CAM的处理示意图，假设Memory中所有表项数据对0代表第一次查有在线刷新待匹配的数据的需求的系统，可以通过选用带独立读/写两个端口的存储器来路，因此可以采用通用的存储器结构，例如，存储器403可以是通用的随机存取存储器(RandomAccessMemory，RAM)或掉电易失性存储设备，如静态随机存取存储器(StaticRandomAccessMemory，SRAM)、动态随机存取存储器(DynamicRandomAccessMemory，DRAM)或同步动态随机存储器(SynchronousDRAM，SDRAM)、双倍速率SDRAM(DualDataRateSDRAM，DDRSDRAM)等；存储器403也可以是通用的只读存储器(ReadOnlyMem(ErasableProgrammableROM，EPROM)、电可擦除可编程ROM(ElectricallyErasable配的数据是可以变化的，若存储器403为ROM，则待匹配的数据为固化在存储器403中的数择出空闲可用的目标比较单元(可以为图4中的任意一个比较单元4021)，启动或使能该目[0074]控制器403，用于控制存储器404读出所述待匹配的数据并分别发送至所述K个目元需要执行搜索操作时，比较器402可将目标比较单元的状态信息(空闲态或使用态)通知制器403则需要控制存储器404持续将待匹配的数据项进行读出，因为需要控制存储器404当前有比较单元4021-2和比较单元4021-4作为目标比较单元，进行搜索数据的比较操作通知或者比较器402通知的)来控制存储器40[0077]在一种可能的实现方式中，当调度器401在预设时间段内接收到的搜索数据超过而装置中的其他功能结构(调度器、控制器等)则可以基于硬件描述语言verilog等通用描控制器403确定将当前读出的待匹配的数据发送至哪个比较单元的之前，均可以由比较器402中各个比较单元4021将自身的状态信息(空闲或者使用状态)直接发送至调度器401和/[0080]如图5所示，图5为本申请实施例提供的另一种内容可寻址存储装置的结构示意则可以根据该物理连线001上的电压变化来感知每个比较单元4021当前的空闲或使用状比较单元4021被选定为目标比较单元后，则该目标比较单元(如图5中的目标比较单元4021-2、4021-4和4021-5)，可接收调度器401通过对应的物理连线(图5中的001a、001b、前状态信息(空闲状态或者使用状态)反馈至控制器403，控制器403通过物理连线002获知并统计当前正在执行搜索操作的比较单元有哪些，并控制存储器404中的待匹配的数据逐状态通知至控制器403(也可以是由调度器401通知的)，控制器403获知比较单元的状态信制信息发送至存储器404，从而控制逐步读出数据项且并行的发送给使能状态下的目标比的搜索数据与控制器403控制逐步从存储器404读出并分别通过对应的物理连线(图5中的个目标比较单元中的每一个目标比较单元，具体用于将对应的搜索数据依次与所述M条数器405接收并存储所述匹配结果。由于N个比较单元4021还分别通过物理连线004耦合于内较单元4021完成搜索数据的匹配时，都可以并行的将匹配结果通过对应的物理连线004发元4021将状态信息统一发送至比较器402中的状态合并模块4022进行汇总，再由该状态合等于(瞬时突发最大pps)*(静态查表周期)其中，瞬时突发最大pps可以以实际查询请求出三次查询和第六次查询(T2和T5)是由比较单元402-5执行的。即每一个比较单元之间都可以并行的进行搜索数据的查询，且每一个比较单元在单次查询完之后又恢复到空闲状态，在完成搜索数据a的查询之后则可以开始新的搜索数据d的查询，而在比较单元402-2在进元开始比较的数据项取决于从存储器404中当前读出来的数据。图7中地址5(保持)对应的操作的目标比较单元，而正在执行搜索操作的每一个目标比较单元则是将每次接收到的L个目标比较单元中(或者广播至上述8个比较单元中)，每个目标比较单元则将每次接收到了匹配结果(与待匹配的所有64条数据项的全部或者部分进行了比较)后则可以停止该比较单元的搜索操作，此时控制器403可以控制存储器读出的数据项不再发送至已完成搜索将优先级最高的匹配结果(例如处于地址最低位置的数据项[0089]在一种可能的实现方式中，在内容可寻址装置40中可增多元数据组，来表示当要查询的搜索数据满足min＝<(d0&mask)<＝max且item__en等于1样的。匹配模式则可以实现上述图4-图6中的内容可寻址存储装置所实现的基于内容的查申请中的任意一种所述的内容可寻址存储装置)首先以MAC地址为关键字(搜索数据)通过MAC-CAM表(也即是本申请中的待匹配的数据)的检索得到对应的索引值，其中，在以太网[0094]本申请中的内容可寻址存储装置在仅需要模拟一般CAM操作时，可以仅使用一套本申请所提供的内容可寻址存储装置至少包括了[0098]请参见图8，图8是本申请实施例提供的一种内容可寻址该内容可寻址存储方法，适用于上述图4-图7中的任意一种内容可寻址存储装置以及包含述K个目标比较单元中的每一个目标比较单元对应的匹配结果发送至所述结果输出寄存输出寄存器接收并存储所述K个目标比较单元分别发送的匹目标比较单元中的每一个目标比较单元，将对应的搜索数据依次与所述M条数据项进行比K个比较单元中的每一个比较单元，将每次接收到的L条数据项与对应的搜索数据进行比数据项的查询控制信息，将对应的搜索数据与每一条数据项中的待匹配的内容进行比较，并将匹配的数据项中的输出结果作为对应的搜索数据的匹配结果被计算机执行时，使得计算机可以执行任意一种内容可寻址存储方法的部分或全部步骤。的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接