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关于一种低功耗、抗软错误的TCAM 系统设计 　　1引言 　　三态按内容寻址存储器(TernaryContentAddressableMemory，TCAM)不仅可以像SRAM、DRAM 一样进行读写操作，还具有三态有哪些信誉好的足球投注网站功能，能够提供1、0及不关心(X)态的有哪些信誉好的足球投注网站支持，并在一个时钟周期内给出有哪些信誉好的足球投注网站结果，在路由网络查找、报文分类以及全相连Cache等相关计算机领域有着极其广泛的用途.但随着集成电路进入超深亚微米时代，存储器的软错误率(SoftErrorRate，SER)大大增加.而TCAM 采用了对软错误敏感的SRAM 单元，并且由于TCAM 的地线反弹噪声严重以及很难实现版图交织技术，因此TCAM 比普通存储器更易受到软错误的影响.更重要的是，增加加固电路必将带来更多的功耗，使TCAM 的高功耗问题雪上加霜.因此，如何实现低功耗的TCAM 抗软错误电路就成为人们新的研究热点. 　　目前国内外对CAM 的抗辐射研究主要有以下几点：(1)H.J.Lee提出一种可以瞬时检测软错误的电路结构，他在存储器的每个字电路内部进行奇偶校验，其优点是电路结构容易实现，但随着多位翻转概率的增加，其局限性也愈发明显;(2)K.Pagiamtzis等人提出了一种基于ECC技术的适合于BiCAM(二值CAM，只能存储0、1，不能存储X)的加固方案，该方案结构精炼，免疫效果显著，但只适用于BiCAM.此外，DRAM 拥有较高的临界电荷，并且其刷新特性能很好地解决软错误带来的逻辑问题，但如何将其运用到TCAM 的抗辐射应用中还有待商榷. 　　基于上述问题，本文改进了一种基于刷新机制 　　的TCAM 系统结构. 　　2TCAM 系统原理介绍 　　HideyukiNoda等人提出了一种采用相关联eDRAM(嵌入式DRAM)的高软错误免疫的TCAM 结构，该结构不断从eDRAM 中读取数据(经ECC编码)，然后将错误的数据改正后再写入到存储器中.通过不断地刷新，可以防止软错误的积累，从而减少SER.但随着工艺尺寸不断缩小，该结构也出现了一系列的问题.首先，虽然NOR 型TCAM 结构的有哪些信誉好的足球投注网站速度极快，但是功耗问题却限制了其在低功耗领域的发展.这是因为从概率方面来看，TCAM 的匹配输出绝大多数为失配，全匹配只占极少数，而NOR型结构只要有一位发生失配就会产生功耗，故NOR型TCAM 功耗极大.其次，尽管单管DRAM 单元的基本操作简单，但其读即刷新的特性使得系统必须先进行数据的正确性分析，再依据结果判断是否进行纠错和写回，从而增加了系统的时序复杂度.最后，由于该系统只有一组汉明编码和译码纠错电路，故只能针对一位软错误进行纠正，无法修复多位翻转造成的逻辑错误. 　　本文针对该结构进行了适当的改进，系统结构：通过采用NAND型TCAM 结构以及新型匹配线技术来降低有哪些信誉好的足球投注网站功耗;用三管DRAM代替单管DRAM，以此优化系统时序;采用两组左右半区分工的汉明编码和译码纠错电路来消除部分两位软错误翻转所带来的影响.因此，整个系统是以TCAM 为核心，利用eDRAM 的刷新特性，将经过汉明码纠正的数据重写到TCAM内，从而实现抗辐射功能. 　　系统的时序.work信号为功能选择信号.当work信号为低电平时，系统进行外部写操作，此时外部数据通过位线(BL)写入eDRAM 和TCAM 当中.TCAM 内存储的是原始数据，而eDRAM 则存储经过汉明编码后的数据.当外部数据逐字写入TCAM 和eDRAM 后，work信号变为高电平，以表示系统拒绝接收外部数据，开始进行读、有哪些信誉好的足球投注网站以及刷新操作.刷新一方面是补偿eDRAM由于漏电造成的电荷损失，另一方面则是将经过译码纠正的数据重写到TCAM 和eDRAM 内，达到软错误免疫和纠正的目的. 　　假设系统在t0时刻发生了粒子轰击，对TCAM或eDRAM 的某一位造成了翻转.此时，该系统将不断地从eDRAM 中读取经过汉明编码的数据，然后将错误的数据修正后再写入到TCAM 中，从而防止软错误的积累.若TCAM 内发生的是两位翻转，系统也可以将eDRAM 的正确数据重写到TCAM 内，以此达到纠错的目的.由于本文采用了独特的左右双半区独立工作的汉明编码和译码纠错电路，因此假若两位错误发生在各自译码电路的工作区域，那么就与一位纠错相似，系统可以完成两位翻转的纠错.但若两位错误发生在同一工作区域，系统将无法进行错误修复.例如，72位源码分为高36位和低36位进行汉明编码，得到的42位编码数据分别存入DRAM 的左半区和右半区.若两位错误中一位发生在左半区，另一位发生在右半区，则系统可以修复该错误;若两位错误同时发生在左半区或右半区，则系统不能对其进行纠错. 　　3系统关键