高性能区间匹配CAM的设计与实现

发布时间：2019-06-11 11:06

【摘要】：按内容寻址存储器(CAM)是一种网络搜索机,主要应用在数据字位数较宽,需要高速转发的场合。对于路由中常用的区间查找功能,采用CAM进行区间匹配效率低下,不能满足当下网络高速大容量的要求。区间匹配CAM电路可以解决效率低下的问题,但是它存在速度慢,功耗大等缺点。如何降低区间匹配CAM的功耗,同时提高搜索速度是急需解决的问题。并且随着数据的位数越来越宽,CAM匹配线每一级连接的CAM单元不断增加,这导致反馈电路难以设计,并且电路抗噪声能力以及工艺鲁棒性变差。如何增加每一级电路连接的CAM单元数目,提高电路的鲁棒性也称为当下研究的重点问题。针对以上问题,本文首先提出了改进型的区间匹配CAM单元,所提的区间匹配CAM单元与之前电路与相比具有管子数目少,内部节点电压摆幅高的优点。同时还提出了一种新型的级联的区间匹配CAM单元电路,级联的区间匹配CAM单元存在优先级,并且可以利用虚地效应提高速度。文章还提出了一种采用了动静混合匹配线结构的区间匹配CAM字电路结构,此结构可以充分利用预充电时间“等于”操作求值,大大缩短了求值阶段的关键路径,平衡了预充电与求值阶段的路径延迟,提高了可应用的时钟频率。为了进一步降低字电路级数,提高电路的速度以及鲁棒性,本文还提出了一种改进型的PF-CDPD"与”门电路结构。电路利用有限个下拉管的寄生电容作为补偿电容来为下拉通道加深时提供电荷补偿,从而可以加深下拉通道长度,并能增大反馈管的可选尺寸裕量。本文所设计的高性能区间匹配CAM电路结构可应用于需要进行高速区间匹配以及宽字节数据的场合,如新一代的路由转发,虚拟专用网络过滤等,具有较高的潜在应用价值。
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【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP333

【参考文献】