抗软错误TCAM设计

发布时间：2020-03-26 12:09

【摘要】： 三态可按内容寻址存储器(TCAM)是一种特殊的存储器,它不仅可以像传统存储器一样读、写,还可以进行高速的数据搜索,因而被广泛地用作CPU里的Cache、TLB和路由器里的IP地址前缀查找表等。然而随着越来越多的电子器件被应用到辐射环境和集成电路制造工艺尺寸的减小,TCAM越来越容易发生软错误。因此研究TCAM的抗软错误加固技术具有重要的现实意义。 鉴于TCAM不能像其它常规存储器一样直接用ECC电路来提高抗软错误能力,本文采用了一种针对TCAM的抗软错误加固结构。加固后的TCAM主要由加固前的TCAM、嵌入式DRAM和ECC电路组成,利用嵌入式DRAM周期性刷新的特性不断对TCAM相应存储阵列中的数据进行重写或纠错,从而实现对TCAM的抗软错误加固。 本文首先设计了一个规模为64×144bits的常规TCAM、一个规模为64×152bits的嵌入式DRAM和相应的汉明码编、解码电路,并用仿真工具Nanosim分别对它们进行了仿真优化。然后根据本文所采用的加固电路结构将这三部分电路用选通器和数据寄存器有机组合到一起,构成一个规模为64×144bits的抗软错误TCAM。最后对加固后电路的常规TCAM和ECC电路部分进行了版图设计和验证。 对加固后TCAM的随机故障仿真表明:与加固前相比,加固后TCAM的写数据操作和搜索操作的速度性能基本没受影响,平均功耗增加了30.7%,芯片面积增加了约10.9%,但软错误率较加固前降低了两个数量级,加固效果显著。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TP333

【参考文献】

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本文编号：2601418