專利名稱：節(jié)省功率的基于靜態(tài)的比較器電路和方法以及使用其的內(nèi)容可尋址存儲(chǔ)器(cam)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的技術(shù)一般涉及比較器電路和內(nèi)容可尋址存儲(chǔ)器(CAM)電路，以及相關(guān)系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
內(nèi)容可尋址存儲(chǔ)器(CAM)為尤其適用于高速搜索應(yīng)用中的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器類型。不同于標(biāo)準(zhǔn)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)(其中供應(yīng)存儲(chǔ)器地址且RAM返回存儲(chǔ)于此存儲(chǔ)器地址處的數(shù)據(jù)字)，CAM實(shí)施查找表功能。查找表功能確定所供應(yīng)的比較數(shù)據(jù)是否存儲(chǔ)于CAM中的任何存儲(chǔ)器位置處。如果是，則返回?cái)?shù)據(jù)字或CAM中的含有與所供應(yīng)的比較數(shù)據(jù)匹配的數(shù)據(jù)的一個(gè)或一個(gè)以上存儲(chǔ)器位置的列表。CAM提供對數(shù)據(jù)的高速存取，因?yàn)镃AM通常使用專用比較器電路來在單一時(shí)鐘循環(huán)內(nèi)執(zhí)行查找功能。CAM還稱為關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)器或關(guān)聯(lián)性存儲(chǔ)裝置，因?yàn)镃AM提供硬件中的關(guān)聯(lián)性陣列。圖1說明示范性CAM 10的方框圖。CAM 10包括多個(gè)條目的陣列。所述多個(gè)條目包含一個(gè)或一個(gè)以上標(biāo)簽數(shù)據(jù)字段12，以及一個(gè)或一個(gè)以上對應(yīng)的比較器14和RAM數(shù)據(jù)字段16。每一標(biāo)簽數(shù)據(jù)字段12包括一(1)位數(shù)據(jù)或多位數(shù)據(jù)以形成標(biāo)簽數(shù)據(jù)。在圖1中所說明的CAM 10中，標(biāo)簽數(shù)據(jù)字段12包含0到M位，以形成長度為M+1個(gè)位的標(biāo)簽數(shù)據(jù)字。 提供大小為0到N的的N+1個(gè)物理寄存器(每一者包含標(biāo)簽數(shù)據(jù)字段12以及對應(yīng)的比較器14和RAM數(shù)據(jù)字段16)的陣列，以在CAM 10中提供多個(gè)標(biāo)簽數(shù)據(jù)條目。在比較器14中為標(biāo)簽數(shù)據(jù)字段12中的每一位提供獨(dú)立的比較器電路。當(dāng)在CAM 10中執(zhí)行讀取功能時(shí)， 提供比較數(shù)據(jù)18且將其輸入到每一比較器14中，以將比較數(shù)據(jù)18與存儲(chǔ)于每一標(biāo)簽數(shù)據(jù)字段12中的標(biāo)簽數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。對于與任一標(biāo)簽數(shù)據(jù)字段12中的標(biāo)簽數(shù)據(jù)匹配的每一比較數(shù)據(jù)18，對應(yīng)比較器14在對應(yīng)的匹配線20上產(chǎn)生指示匹配的信號(hào)。因?yàn)樵贑AM 10中的不同標(biāo)簽數(shù)據(jù)字段12中通常含有同一標(biāo)簽數(shù)據(jù)的多個(gè)副本，所以通過有效位(VLD) 22來標(biāo)記正確的標(biāo)簽數(shù)據(jù)字段12。在CAM中可使用基于靜態(tài)邏輯的比較器(“基于靜態(tài)”)或基于動(dòng)態(tài)的比較器。在基于動(dòng)態(tài)的比較器中，為標(biāo)簽數(shù)據(jù)的每一位提供動(dòng)態(tài)比較器電路。動(dòng)態(tài)比較器電路使用兩對晶體管，所述晶體管在匹配線上實(shí)施下拉路徑。在動(dòng)態(tài)比較器電路中的任一者中，標(biāo)簽數(shù)據(jù)的位與比較數(shù)據(jù)的對應(yīng)位之間的不匹配激活匹配線上的下拉路徑到接地。標(biāo)簽數(shù)據(jù)的所有位與對應(yīng)的比較數(shù)據(jù)的所有位之間的匹配使匹配線與接地去耦。動(dòng)態(tài)比較器電路一般比基于靜態(tài)的比較器電路快，因?yàn)槠渫ㄟ^接通晶體管以對已預(yù)充電的節(jié)點(diǎn)放電來進(jìn)行評(píng)估。 基于靜態(tài)的比較器使用互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CM0Q邏輯(其中狀態(tài)轉(zhuǎn)變?nèi)Q于關(guān)閉一晶體管的同時(shí)接通另一晶體管)，且通常比基于動(dòng)態(tài)的比較器電路慢。然而，基于動(dòng)態(tài)的比較器電路消耗比基于靜態(tài)的比較器電路多的功率。靜態(tài)電路在電路的輸入改變引起對應(yīng)的輸出改變時(shí)消耗動(dòng)態(tài)功率，而動(dòng)態(tài)電路歸因于預(yù)充電階段而每時(shí)鐘循環(huán)消耗動(dòng)態(tài)功率，即使在無輸入或輸出切換活動(dòng)時(shí)也是如此。
對于包括于電池供電的電子裝置中的CAM來說，歸因于由于無效標(biāo)簽數(shù)據(jù)的不必要的比較器電路切換而增加的功率耗散可為尤其不合意的。增加的功率耗散導(dǎo)致較快的電池耗竭和較短的電池壽命。因此，可需要在CAM中使用基于靜態(tài)的比較器電路以降低功率消耗。

發(fā)明內(nèi)容
具體實(shí)施方式
中所揭示的實(shí)施例包括比較器以及相關(guān)電路和方法。所述比較器接收至少一個(gè)有效性指示符來作為輸入，所述至少一個(gè)有效性指示符指示將與對應(yīng)的比較數(shù)據(jù)的一個(gè)或一個(gè)以上位進(jìn)行比較的數(shù)據(jù)的一個(gè)或一個(gè)以上位的有效性。提供基于靜態(tài)的比較器，且其經(jīng)配置以響應(yīng)于所述數(shù)據(jù)與比較數(shù)據(jù)的比較和所述至少一個(gè)有效性指示符而選擇性地切換耦合到匹配線的至少一個(gè)比較器輸出。如果所述有效性指示符指示有效數(shù)據(jù)， 則所述基于靜態(tài)的比較器進(jìn)行切換以驅(qū)動(dòng)比較器輸出，所述比較器輸出指示所述數(shù)據(jù)與對應(yīng)的比較數(shù)據(jù)之間的匹配或不匹配。如果所述有效性指示符指示無效數(shù)據(jù)，則所述基于靜態(tài)的比較器對比較器輸出提供不匹配而不將功率耗散在切換上，而不管所述數(shù)據(jù)與對應(yīng)的比較數(shù)據(jù)之間是否存在匹配。以此方式，所述基于靜態(tài)的比較器經(jīng)配置以不將功率耗散在響應(yīng)于比較數(shù)據(jù)的改變而針對標(biāo)記為無效的數(shù)據(jù)來切換所述比較器輸出上。通過提供經(jīng)配置以在數(shù)據(jù)標(biāo)記為無效時(shí)不將功率耗散在切換比較器輸出上的基于靜態(tài)的比較器，可實(shí)現(xiàn)功率節(jié)省，且電路和/或其關(guān)鍵路徑具有最小性能降級(jí)或無性能降級(jí)。在所揭示的實(shí)施例中，可在內(nèi)容可尋址存儲(chǔ)器(CAM)中使用所述基于靜態(tài)的比較器，以用于存取存儲(chǔ)于所述CAM中的標(biāo)簽數(shù)據(jù)。所述CAM針對所述CAM中的標(biāo)簽數(shù)據(jù)的每一位而包括一基于靜態(tài)邏輯(“基于靜態(tài)”)的比較器。在所述CAM中還提供有效性指示符， 其指示給定標(biāo)簽數(shù)據(jù)是否有效。通過改變提供到所述CAM的所述比較數(shù)據(jù)而在所述CAM中執(zhí)行數(shù)據(jù)查找。所述CAM中的每一基于靜態(tài)的比較器經(jīng)配置以響應(yīng)于對應(yīng)的標(biāo)簽數(shù)據(jù)與所述比較數(shù)據(jù)的比較和所述標(biāo)簽數(shù)據(jù)的所述有效性指示符而選擇性地切換比較器輸出。在具體實(shí)施方式
中所揭示的實(shí)施例中，所述基于靜態(tài)的比較器包括比較器電路，所述比較器電路包括互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CM0Q門，所述CMOS門包括具有共同比較器輸出的一對互補(bǔ)通過門(pass-gate)。所述比較器電路經(jīng)配置以在對應(yīng)的標(biāo)簽數(shù)據(jù)標(biāo)記為無效時(shí)對兩個(gè)通過門的輸入提供相同邏輯值，以防止響應(yīng)于比較數(shù)據(jù)的改變而切換所述比較器輸出。另外，為標(biāo)簽數(shù)據(jù)的每一位提供多個(gè)基于靜態(tài)的比較器，以在CAM中容納多個(gè)讀取端口、寫入端口或讀取端口與寫入端口兩者。


圖1為示范性內(nèi)容可尋址存儲(chǔ)器(CAM)的方框圖；圖2為CAM的示范性基于靜態(tài)邏輯(“基于靜態(tài)”)的比較器電路的門圖；圖3為使用基于靜態(tài)的比較器的示范性CAM的電路圖；圖4為圖3的CAM中的基于靜態(tài)的比較器的邏輯表，其用以響應(yīng)于對應(yīng)的標(biāo)簽數(shù)據(jù)的比較和指示標(biāo)簽數(shù)據(jù)的有效性的有效性指示符而控制對比較器輸出的切換；圖5為示范性CAM的電路圖，所述CAM的基于靜態(tài)的比較器根據(jù)圖4的邏輯表而操作；
圖6為替代示范性CAM的電路圖，所述CAM的基于靜態(tài)的比較器根據(jù)圖4的邏輯表而操作；圖7為另一替代示范性CAM的電路圖，所述CAM的基于靜態(tài)的比較器根據(jù)圖4的邏輯表而操作；圖8為用于圖5到圖7的CAM中的基于靜態(tài)的比較器的門數(shù)的表格圖；圖9為示范性CAM的示意圖，所述CAM具有標(biāo)簽數(shù)據(jù)陣列且針對標(biāo)簽數(shù)據(jù)的每一位使用多個(gè)基于靜態(tài)的比較器以支持多個(gè)輸入端口 ；以及圖10為示范性基于微處理器的系統(tǒng)的方框圖，所述系統(tǒng)使用根據(jù)具體實(shí)施方式
中所揭示的實(shí)施例的CAM。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)參看各圖式，描述本發(fā)明的若干示范性實(shí)施例。在本文中使用詞“示范性”以指 “充當(dāng)實(shí)例、例子或說明”。沒有必要將本文中描述為“示范性”的任何實(shí)施例解釋為比其它實(shí)施例優(yōu)選或有利。
具體實(shí)施方式
中所揭示的實(shí)施例包括比較器以及相關(guān)電路和方法。所述比較器接收至少一個(gè)有效性指示符來作為輸入，所述至少一個(gè)有效性指示符指示將與對應(yīng)的比較數(shù)據(jù)的一個(gè)或一個(gè)以上位進(jìn)行比較的數(shù)據(jù)的一個(gè)或一個(gè)以上位的有效性。提供基于靜態(tài)的比較器，且其經(jīng)配置以響應(yīng)于所述數(shù)據(jù)與比較數(shù)據(jù)的比較和所述至少一個(gè)有效性指示符而選擇性地切換耦合到匹配線的至少一個(gè)比較器輸出。如果有效性指示符指示有效數(shù)據(jù)，則基于靜態(tài)的比較器進(jìn)行切換以驅(qū)動(dòng)比較器輸出，所述比較器輸出指示所述數(shù)據(jù)與對應(yīng)的比較數(shù)據(jù)之間的匹配或不匹配。如果有效性指示符指示無效數(shù)據(jù)，則基于靜態(tài)的比較器對比較器輸出提供不匹配而不將功率耗散在切換上，而不管所述數(shù)據(jù)與對應(yīng)的比較數(shù)據(jù)之間是否存在匹配。以此方式，基于靜態(tài)的比較器經(jīng)配置以不將功率耗散在響應(yīng)于比較數(shù)據(jù)的改變而針對標(biāo)記為無效的數(shù)據(jù)來切換比較器輸出上。通過提供經(jīng)配置以在數(shù)據(jù)標(biāo)記為無效時(shí)不將功率耗散在切換比較器輸出上的基于靜態(tài)的比較器，可實(shí)現(xiàn)功率節(jié)省，且電路和/或其關(guān)鍵路徑具有最小性能降級(jí)或無性能降級(jí)。在所揭示的實(shí)施例中，可在內(nèi)容可尋址存儲(chǔ)器(CAM)中使用所述基于靜態(tài)的比較器，以用于存取存儲(chǔ)于所述CAM中的標(biāo)簽數(shù)據(jù)。所述CAM針對所述CAM中的標(biāo)簽數(shù)據(jù)的每一位而包括一基于靜態(tài)邏輯(“基于靜態(tài)”)的比較器。在所述CAM中還提供有效性指示符， 其指示給定標(biāo)簽數(shù)據(jù)是否有效。通過改變提供到所述CAM的比較數(shù)據(jù)而在所述CAM中執(zhí)行數(shù)據(jù)查找。所述CAM中的每一基于靜態(tài)的比較器經(jīng)配置以響應(yīng)于對應(yīng)的標(biāo)簽數(shù)據(jù)與比較數(shù)據(jù)的比較和所述標(biāo)簽數(shù)據(jù)的所述有效性指示符而切換比較器輸出。在論述使用不將功率耗散在為無效標(biāo)簽數(shù)據(jù)切換比較器輸出上的基于靜態(tài)的比較器的CAM實(shí)施例之前，首先論述將功率耗散在為無效標(biāo)簽數(shù)據(jù)切換比較器輸出上的CAM 的實(shí)例。圖2和圖3說明此些實(shí)施例。圖2為針對CAM中的一個(gè)標(biāo)簽數(shù)據(jù)字段的基于靜態(tài)的比較器對的門圖。如圖2中所說明，將來自包含M+1個(gè)位的標(biāo)簽數(shù)據(jù)字段沈的每一位輸入到專用“同或” (XNOR)門28,30,32,34,36中。進(jìn)入每一 XNOR門28,30,32,34,36的另一輸入為來自比較數(shù)據(jù)38的對應(yīng)位。如果標(biāo)簽數(shù)據(jù)字段沈的給定位與比較數(shù)據(jù)38的對應(yīng)位匹配，則從XNOR門28、30、32、34、36輸出邏輯高(“1”)到輸出線40、42、44、46、48。在組合邏輯49中組合輸出線40、42、44、46、48上的來自XNOR門沘、30、32、34、36的信號(hào)。 在所說明的實(shí)例中，組合邏輯49包含一個(gè)或一個(gè)以上NAND門52、54，其接收輸出信號(hào)40、 42、44、46、48且產(chǎn)生輸出信號(hào)，所述輸出信號(hào)接著經(jīng)由NOR門56而一起NOR以提供耦合到匹配線的匹配線輸出58。如果標(biāo)簽數(shù)據(jù)字段沈的所有位與比較數(shù)據(jù)38的所有對應(yīng)位匹配，則匹配線輸出58將作為邏輯高(“1”)而產(chǎn)生以指示匹配。通過以有效數(shù)據(jù)(VLD)線 60的形式提供的有效性指示符來另外門控匹配線輸出58，所述VLD線60在與輸出信號(hào)40、 42、44、46、48中的一者或一者以上組合之前輸入到緩沖器62中。如果VLD線60指示無效數(shù)據(jù)，則將產(chǎn)生匹配線輸出58以指示不匹配，而不管標(biāo)簽數(shù)據(jù)字段沈中的標(biāo)簽數(shù)據(jù)是否與比較數(shù)據(jù)38匹配。雖然圖2中的基于靜態(tài)的比較器M提供優(yōu)于基于動(dòng)態(tài)的比較器的功率節(jié)省，但功率節(jié)省可由于在XNOR門觀、30、32、34、36和NAND門52中發(fā)生的切換而減少。即使輸入到基于靜態(tài)的比較器M中的標(biāo)簽數(shù)據(jù)字段沈中的標(biāo)簽數(shù)據(jù)不有效，XNOR門觀、30、32、34、36 和NAND門52仍將隨著比較數(shù)據(jù)38的每一改變而進(jìn)行切換以執(zhí)行與比較數(shù)據(jù)38的比較。 此通過圖3中所說明的示范性CAM 74來進(jìn)一步說明。將圖3中的CAM 74說明為電路圖。 CAM 74包括存儲(chǔ)器76，所述存儲(chǔ)器76耦合到基于靜態(tài)的比較器78?；陟o態(tài)的比較器是用于靜態(tài)邏輯中的比較器，其不使用時(shí)鐘信號(hào)來評(píng)估比較器中的組合邏輯。存儲(chǔ)器76包括一個(gè)或一個(gè)以上存儲(chǔ)器單元(其一般稱為元件80)。每一存儲(chǔ)器單元80經(jīng)配置以存儲(chǔ)標(biāo)簽數(shù)據(jù)的一個(gè)位。標(biāo)簽數(shù)據(jù)為存儲(chǔ)于CAM 74中的數(shù)據(jù)，其與搜索或比較數(shù)據(jù)(CD)98進(jìn)行比較。當(dāng)從存儲(chǔ)器單元80讀取數(shù)據(jù)時(shí)，在驅(qū)動(dòng)線92上斷言讀取數(shù)據(jù)且將其饋送到靜態(tài)CMOS 反相器94( “反相器94”)。反相器94的輸出提供標(biāo)簽數(shù)據(jù)輸出96。將標(biāo)簽數(shù)據(jù)輸出96標(biāo)記為標(biāo)簽<0_N，0> 到標(biāo)簽<0-N，M>，其中M和N為0或大于0的任何整數(shù)。此記法表示在CAM 74中提供M+1 個(gè)存儲(chǔ)器單元80 (即，0到M)以提供長度為M+1個(gè)位的標(biāo)簽數(shù)據(jù)。此記法還表示在CAM 74 中提供標(biāo)簽數(shù)據(jù)的N+1陣列(即，0到N)，每一標(biāo)簽數(shù)據(jù)在長度上包含M+1個(gè)位。因此，盡管圖3中展示兩個(gè)存儲(chǔ)器單元80，但應(yīng)理解，提供多達(dá)“M+1”個(gè)存儲(chǔ)器單元80的一個(gè)或一個(gè)以上任何數(shù)目的存儲(chǔ)器單元80，以形成標(biāo)簽數(shù)據(jù)的位或字?？商峁┤魏螖?shù)目的存儲(chǔ)器單元80的陣列以提供標(biāo)簽數(shù)據(jù)的陣列。在于CAM 74中的查找期間，將從存儲(chǔ)器單元80讀取的標(biāo)簽數(shù)據(jù)提供于標(biāo)簽數(shù)據(jù)輸出96上，且將其提供到比較器78以與比較數(shù)據(jù)98進(jìn)行比較。比較數(shù)據(jù)98僅為搜索數(shù)據(jù)，其被提供到比較器78以與標(biāo)簽數(shù)據(jù)進(jìn)行比較而作為CAM中的查找操作的部分。將比較數(shù)據(jù)98輸入到CAM 74中的所有比較器78中，且在CAM 74中的所有比較器78之間共享。 比較數(shù)據(jù)98包含與標(biāo)簽數(shù)據(jù)的位的數(shù)目(即，M+1)相同的數(shù)目的位。將標(biāo)簽數(shù)據(jù)輸出96 的每一位和比較數(shù)據(jù)98的對應(yīng)位輸入到專用的基于靜態(tài)的比較器電路100中?；陟o態(tài)的比較器電路100包括包含一對互補(bǔ)第一通過門102和第二通過門104的CMOS門，每一通過門包括驅(qū)動(dòng)共同比較器輸出110的P溝道MOS晶體管106和N溝道MOS晶體管108以形成“同或”(XNOR)門。比較器輸出110為由第一通過門102與第二通過門104的任何切換產(chǎn)生的輸出。經(jīng)由第一信號(hào)將標(biāo)簽數(shù)據(jù)輸出96輸入到第一通過門102中。反相器112將取決于第一信號(hào)的第二信號(hào)提供到第二通過門104，在此實(shí)例中所述第二信號(hào)為標(biāo)簽數(shù)據(jù)輸出96的補(bǔ)碼。
在標(biāo)簽數(shù)據(jù)輸出96的邏輯值與比較數(shù)據(jù)98的對應(yīng)位相同時(shí)，第一通過門102(如果為邏輯低(“0”))或第二通過門104(如果為邏輯高(“1”))切換狀態(tài)且傳遞所述標(biāo)簽數(shù)據(jù)輸出96，以將比較器輸出110驅(qū)動(dòng)為低(“0”)從而指示匹配。然而，在標(biāo)簽數(shù)據(jù)輸出 96與比較數(shù)據(jù)98的對應(yīng)位不匹配時(shí)，基于靜態(tài)的比較器電路100將比較器輸出110驅(qū)動(dòng)為高(“1”)以指示不匹配。因此，在此實(shí)例中，基于靜態(tài)的比較器電路100形成“異或”O(jiān)(OR) 門。在任一情況下，無論標(biāo)簽數(shù)據(jù)輸出96與比較數(shù)據(jù)98的對應(yīng)位之間是存在匹配還是不匹配，第一通過門102或第二通過門104均進(jìn)行切換以驅(qū)動(dòng)比較器輸出110來指示匹配或不匹配，而不管對應(yīng)的標(biāo)簽數(shù)據(jù)是否有效。因此，圖3中的CAM 74中的比較器電路100將切換功率耗散在針對比較數(shù)據(jù)98的每一改變而執(zhí)行標(biāo)簽數(shù)據(jù)輸出96與比較數(shù)據(jù)98的對應(yīng)位之間的比較上，即使在標(biāo)簽數(shù)據(jù)被標(biāo)記為無效時(shí)也是如此。經(jīng)由一個(gè)或一個(gè)以上額外邏輯門(例如，用以將XOR轉(zhuǎn)換為XNOR門的反相器114) 來傳遞比較器輸出110，以在最終到達(dá)組合門116之前提供額外輸出115。在此實(shí)例中，組合門116為AND門，且針對標(biāo)簽數(shù)據(jù)的所有位組合來自基于靜態(tài)的比較器電路100的比較器輸出110。如果標(biāo)簽數(shù)據(jù)的所有位與比較數(shù)據(jù)98的對應(yīng)位匹配，則驅(qū)動(dòng)匹配線(ML)IlS 以指示匹配。還將呈有效數(shù)據(jù)(VLD)線120形式的有效性指示符提供到組合門116，以門控 ML 118的輸出。根據(jù)對應(yīng)于標(biāo)簽數(shù)據(jù)的有效位中的值來驅(qū)動(dòng)VLD線120。如果標(biāo)簽數(shù)據(jù)并非有效，則將驅(qū)動(dòng)VLD線120以強(qiáng)制不匹配，而不管標(biāo)簽數(shù)據(jù)輸出96與比較數(shù)據(jù)98的對應(yīng)位之間實(shí)際上是否存在匹配。圖4說明根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于消除在比較數(shù)據(jù)98改變時(shí)針對標(biāo)記為無效的標(biāo)簽數(shù)據(jù)而進(jìn)行的圖3的CAM 74的比較器電路100中的切換的邏輯表122。標(biāo)簽數(shù)據(jù)輸出 96(標(biāo)簽<0-Ν，0-Μ>)和標(biāo)簽數(shù)據(jù)輸出96的補(bǔ)碼( 標(biāo)簽<0_N，0_M>)分別為到第一通過門 102和第二通過門104的輸入。在情況1和情況4中說明圖3中的CAM 74的操作。在這些情況中，強(qiáng)制使標(biāo)簽數(shù)據(jù)輸出96(標(biāo)簽<0-N>)和標(biāo)簽數(shù)據(jù)輸出96的補(bǔ)碼( 標(biāo)簽<0-N>) 始終相反。因此，通過門102、104中的一者將響應(yīng)于比較數(shù)據(jù)98的改變而進(jìn)行切換且耗散功率，而不管對應(yīng)于標(biāo)簽數(shù)據(jù)輸出96的標(biāo)簽數(shù)據(jù)是否被標(biāo)記為無效。然而，如果強(qiáng)制使標(biāo)簽數(shù)據(jù)輸出96 (標(biāo)簽<0-N>)和標(biāo)簽數(shù)據(jù)輸出96的補(bǔ)碼( 標(biāo)簽<0-N>)為邏輯低(“0”) 或邏輯高(“1”)(如邏輯表122中的情況2和情況3中所展示)，則第一通過門102和第二通過門104將不會(huì)響應(yīng)于比較數(shù)據(jù)98的改變而進(jìn)行切換。比較器輸出110將始終保持邏輯低(“0”)(對于情況2)或邏輯高(“1”)(對于情況3)。因此，如果使用VLD線120 來強(qiáng)制標(biāo)簽數(shù)據(jù)輸出96(標(biāo)簽<0-N>)與標(biāo)簽數(shù)據(jù)輸出96的補(bǔ)碼( 標(biāo)簽<0-N>)之間的相同邏輯值，則第一通過門102和第二通過門104將不會(huì)響應(yīng)于比較數(shù)據(jù)98的改變而進(jìn)行切換。結(jié)果，如果使用邏輯表122中的邏輯，則第一通過門102和第二通過門104將不會(huì)在對應(yīng)的標(biāo)簽數(shù)據(jù)被標(biāo)記為無效時(shí)將功率耗散在響應(yīng)于比較數(shù)據(jù)98的改變而進(jìn)行切換上。在這方面，在本文中和整個(gè)本申請案的其余部分所描述的實(shí)施例提供使用基于靜態(tài)的比較器的CAM的電路、邏輯和相關(guān)方法，所述基于靜態(tài)的比較器經(jīng)配置以響應(yīng)于標(biāo)簽數(shù)據(jù)與對應(yīng)的比較數(shù)據(jù)的比較和指示所述標(biāo)簽數(shù)據(jù)的有效性的至少一個(gè)有效性指示符而選擇性地切換比較器輸出。圖5說明包括比較器電路的CAM 130的實(shí)例，所述比較器電路經(jīng)配置以在對應(yīng)的標(biāo)簽數(shù)據(jù)被標(biāo)記為無效時(shí)不響應(yīng)于比較數(shù)據(jù)98的改變來切換比較器輸出。CAM 130經(jīng)配置為根據(jù)圖4的邏輯表122中的情況3而操作。在這方面，如果VLD線120指示無效標(biāo)簽數(shù)據(jù)，則對應(yīng)比較器電路不響應(yīng)于比較數(shù)據(jù)的改變來切換狀態(tài)，且因此不將功率消耗在針對標(biāo)記為無效的標(biāo)簽數(shù)據(jù)而執(zhí)行比較上。如圖5中所說明，CAM 130包含存儲(chǔ)器132，其用以存儲(chǔ)標(biāo)簽數(shù)據(jù)的一個(gè)或一個(gè)以上位；以及基于靜態(tài)的比較器134，其用以將存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器132中的標(biāo)簽數(shù)據(jù)與輸入到CAM 130中的比較數(shù)據(jù)98進(jìn)行比較。在此實(shí)例中，存儲(chǔ)于CAM 130中且與比較數(shù)據(jù)98進(jìn)行比較的數(shù)據(jù)為標(biāo)簽數(shù)據(jù)。然而，還可提供任何其它類型的數(shù)據(jù)且將其與比較數(shù)據(jù)98進(jìn)行比較。 存儲(chǔ)器132和基于靜態(tài)的比較器134與圖3的CAM 74含有某些共同組件。在圖3與圖5 之間使用共同的元件編號(hào)來標(biāo)注這些共同組件。除非另有注釋，否則這些共同組件的先前描述大體上適用于圖5的CAM 130，且因此此處將不重復(fù)所述描述。在于CAM 130中的查找期間，在驅(qū)動(dòng)線92上斷言從存儲(chǔ)器單元80讀取的標(biāo)簽數(shù)據(jù)，且將其饋送到反相器94以提供標(biāo)簽數(shù)據(jù)輸出96。在圖5的CAM 130中，為每一反相器 94提供包括NMOS晶體管136和PMOS晶體管138的控制電路，以門控標(biāo)簽數(shù)據(jù)輸出96。如果標(biāo)簽數(shù)據(jù)有效，則VLD線120致使NMOS晶體管136將反相器94耦合到Vss，以使得存儲(chǔ)器單元80的所存儲(chǔ)的值仍被斷言到標(biāo)簽數(shù)據(jù)輸出96上。然而，如果標(biāo)簽數(shù)據(jù)并非有效，則VLD 線120致使PMOS晶體管138將標(biāo)簽數(shù)據(jù)輸出96從反相器94拉到Vdd或邏輯高(“ 1，，)。因此，對于標(biāo)記為無效的標(biāo)簽數(shù)據(jù)，輸入到第一通過門102中的信號(hào)將為Vdd或邏輯高(“1”)， 而不管標(biāo)簽數(shù)據(jù)字段的存儲(chǔ)器單元80中所存儲(chǔ)的值。相似地，也將包括NMOS晶體管140和PMOS晶體管142的控制電路提供給每一 CMOS反相器112，所述CMOS反相器112提供輸入到第二通過門104中的第二信號(hào)，在此實(shí)例中，所述第二信號(hào)為標(biāo)簽數(shù)據(jù)輸出96的補(bǔ)碼。如果標(biāo)簽數(shù)據(jù)有效，則VLD線120( “1”) 致使NMOS晶體管140將反相器112耦合到Vss，以使得標(biāo)簽數(shù)據(jù)輸出96的補(bǔ)碼的值輸入到第二通過門104中。然而，如果標(biāo)簽數(shù)據(jù)被標(biāo)記為無效，則VLD線120( “0”)致使PMOS晶體管142將反相器112的輸出拉到Vdd或邏輯高(“1”)。因此，當(dāng)標(biāo)簽數(shù)據(jù)無效時(shí)，VLD線 120將標(biāo)簽數(shù)據(jù)的每一位的第一通過門102和第二通過門104的輸入兩者強(qiáng)制為Vdd或邏輯高(“1”)。如圖4的邏輯表122中的情況3中所提供，當(dāng)進(jìn)入第一通過門102和第二通過門104的輸入兩者被強(qiáng)制為邏輯高(“1”)時(shí)，比較器輸出110也將被驅(qū)動(dòng)為Vdd或邏輯高 (“1”)。因此，即使比較數(shù)據(jù)98改變，進(jìn)入第一通過門102和第二通過門104的輸入和比較器輸出110也將保持處于相同的邏輯狀態(tài)。結(jié)果，第一通過門102和第二通過門104將不會(huì)切換比較器輸出110的狀態(tài)，且由此將不會(huì)將功率耗散在針對標(biāo)記為無效的標(biāo)簽數(shù)據(jù)來切換狀態(tài)上。比較器輸出110上的邏輯高(“1”)驅(qū)動(dòng)反相器114，所述反相器114使比較器輸出110反相以提供額外輸出115，所述額外輸出115接著在組合門116處任選地與 VLD線120組合以產(chǎn)生ML 118。因此，由于在圖5的CAM 130中的每一存儲(chǔ)器單元80中添加兩個(gè)晶體管且在每一基于靜態(tài)的比較器電路100中添加兩個(gè)晶體管，耗散切換功率來將無效標(biāo)簽數(shù)據(jù)與比較數(shù)據(jù)98進(jìn)行比較得以消除。此功率節(jié)省得以實(shí)現(xiàn)，且CAM 130的關(guān)鍵路徑無性能降級(jí)或具有最小性能降級(jí)，所述關(guān)鍵路徑為接收比較數(shù)據(jù)98的節(jié)點(diǎn)。使用CAM 130作為模型，在具有 64個(gè)標(biāo)簽數(shù)據(jù)條目(每一者為5位長度)的65納米(nm)、四十二 0 位的RAM的情況下估計(jì)功率節(jié)省。在假定所述標(biāo)簽數(shù)據(jù)條目中的三十二(32)個(gè)被標(biāo)記為有效且其余三十二 (32)個(gè)標(biāo)簽數(shù)據(jù)被標(biāo)記為無效的情況下，執(zhí)行兩個(gè)功能(分配和搜索/RAM讀取)。在兩個(gè)功能中，估計(jì)可經(jīng)由圖3的CAM 74中所提供的基于靜態(tài)的比較器電路100而實(shí)現(xiàn)1毫瓦 (mff)的功率節(jié)省。對于分配功能，這等同于約百分之二十五(25%)的功率節(jié)省，且對于搜索/RAM讀取功能，這等同于百分之六點(diǎn)五(6.5% )的功率節(jié)省。圖6說明也包括基于靜態(tài)的比較器電路100的CAM 144的替代實(shí)施例，所述基于靜態(tài)的比較器電路100經(jīng)配置以在對應(yīng)的標(biāo)簽數(shù)據(jù)被標(biāo)記為無效時(shí)不響應(yīng)于比較數(shù)據(jù)98 的改變來切換比較器輸出。CAM 144經(jīng)配置為根據(jù)圖4中的邏輯表122中的情況2而操作， 借此對到第一通過門102和第二通過門104的輸入兩者驅(qū)動(dòng)邏輯低(“0”)，以防止在對應(yīng)的標(biāo)簽數(shù)據(jù)被標(biāo)記為無效時(shí)切換比較器輸出110。這與圖5的CAM 130相反，在圖5的CAM 130中，對第一通過門102和第二通過門104的輸入兩者驅(qū)動(dòng)邏輯高(“1”)，以防止在對應(yīng)的標(biāo)簽數(shù)據(jù)被標(biāo)記為無效時(shí)切換比較器輸出110。在這方面，提供呈VLD線150形式的有效性指示符，其在為邏輯高(“1”)時(shí)指示標(biāo)簽數(shù)據(jù)無效，且在為邏輯低(“0”)時(shí)指示標(biāo)簽數(shù)據(jù)有效，這與圖5的CAM 130中的VLD線120相反。如圖6中所說明，CAM 144包含存儲(chǔ)器146，其用以存儲(chǔ)標(biāo)簽數(shù)據(jù)；以及基于靜態(tài)的比較器148，其用以將來自存儲(chǔ)器146的標(biāo)簽數(shù)據(jù)輸出96與對應(yīng)的比較數(shù)據(jù)98進(jìn)行比較。存儲(chǔ)器146和基于靜態(tài)的比較器148與圖5的CAM 130和圖3的CAM 74含有某些共同組件。在這些圖之間使用共同的元件編號(hào)來標(biāo)注這些共同組件。除非另有注釋，否則這些共同組件的先前描述大體上適用于圖6的CAM 144，且因此此處將不重復(fù)所述描述。在于圖6的CAM 144中的查找期間，在驅(qū)動(dòng)線92上斷言來自存儲(chǔ)器單元80的讀取標(biāo)簽數(shù)據(jù)，且將其饋送到靜態(tài)反相器94以提供標(biāo)簽數(shù)據(jù)輸出96。為每一反相器94提供包括PMOS晶體管152和NMOS晶體管154的控制電路，以門控標(biāo)簽數(shù)據(jù)輸出96。如果標(biāo)簽數(shù)據(jù)被標(biāo)記為有效，則 VLD線150將為邏輯低(“0”)且將致使PMOS晶體管152將Vdd耦合到反相器94，以使得存儲(chǔ)器單元80的所存儲(chǔ)的值被斷言到標(biāo)簽數(shù)據(jù)輸出96上。然而，如果標(biāo)簽數(shù)據(jù)被標(biāo)記為無效，則 VLD線150將為邏輯高(“1”)且將致使NMOS晶體管IM 將標(biāo)簽數(shù)據(jù)輸出96拉到Vss或邏輯低(即，“0”)。因此，對于標(biāo)記為無效的標(biāo)簽數(shù)據(jù)，進(jìn)入第一通過門102的輸入信號(hào)將為Vss ( “0”)，而不管標(biāo)簽數(shù)據(jù)字段的存儲(chǔ)器單元80中所存儲(chǔ)的值。相似地，在每一反相器112中也提供包括PMOS晶體管156和NMOS晶體管158的控制電路，所述反相器112將第二信號(hào)提供到第二通過門104中，在此實(shí)例中所述第二信號(hào)為標(biāo)簽數(shù)據(jù)輸出96的補(bǔ)碼。如果標(biāo)簽數(shù)據(jù)被標(biāo)記為有效，則 VLD線150( “0”)致使PMOS 晶體管156將CMOS反相器112耦合到VDD( “1”)，以使得標(biāo)簽數(shù)據(jù)輸出96的補(bǔ)碼的值輸入到第一通過門102中。然而，如果標(biāo)簽數(shù)據(jù)被標(biāo)記為無效，則 VLD線150 (“1”)致使NMOS 晶體管158將CMOS反相器112的輸出拉到Vss或邏輯低(“0”)，以將第二通過門104的輸入強(qiáng)制為邏輯低(“0”)。因此，當(dāng)標(biāo)簽數(shù)據(jù)被標(biāo)記為無效時(shí)， VLD線150致使針對標(biāo)簽數(shù)據(jù)的每一位的進(jìn)入第一通過門102和第二通過門104的輸入兩者為Vss或邏輯低(“0”)。 當(dāng)進(jìn)入第一通過門102和第二通過門104的兩個(gè)輸入被強(qiáng)制為邏輯低(即，“0”)時(shí)，比較器輸出110也將被驅(qū)動(dòng)為Vss或邏輯低。因此，即使提供到第一通過門102和/或第二通過門 104的比較數(shù)據(jù)98改變，進(jìn)入第一通過門102和第二通過門104的輸入和比較器輸出110 也保持處于相同邏輯狀態(tài)(其在此實(shí)例中為邏輯低(“0”))。第一通過門102和第二通過門104將不會(huì)切換比較器輸出110的狀態(tài)，且因此，在比較數(shù)據(jù)98改變時(shí)將不會(huì)針對標(biāo)記為無效的標(biāo)簽數(shù)據(jù)而將功率耗散在切換狀態(tài)上。將比較器輸出110上的邏輯低(“0”)直接提供到組合門116，或使其驅(qū)動(dòng)反相器114，所述反相器114將使比較器輸出110反相以提供額外輸出115，所述額外輸出115接著在組合門160(例如，AND門)處任選地與 VLD 線150組合以產(chǎn)生ML 118。如果未提供反相器114，則將向組合門160提供互補(bǔ)邏輯。因此，正如圖5中的CAM 130的情況，在圖6的CAM 144中，由于在每一存儲(chǔ)器單元 80中添加兩個(gè)晶體管且在每一基于靜態(tài)的比較器電路100中添加兩個(gè)晶體管，耗散切換功率來將無效標(biāo)簽數(shù)據(jù)與比較數(shù)據(jù)98進(jìn)行比較得以消除。此功率節(jié)省得以實(shí)現(xiàn)，且CAM 144 的關(guān)鍵路徑無性能降級(jí)或具有最小的性能降級(jí)，所述關(guān)鍵路徑為接收比較數(shù)據(jù)98的節(jié)點(diǎn)。圖7說明也包括比較器電路的CAM 162的又一替代實(shí)施例，所述比較器電路經(jīng)配置以在對應(yīng)的標(biāo)簽數(shù)據(jù)被標(biāo)記為無效時(shí)不切換比較器輸出。CAM 162經(jīng)配置為根據(jù)圖4中的邏輯表122中的情況3和情況4且如同圖5的CAM 130而操作。對到第一通過門102和第二通過門104的輸入兩者驅(qū)動(dòng)相同邏輯值，以防止響應(yīng)于比較數(shù)據(jù)98的改變而針對標(biāo)記為無效的標(biāo)簽數(shù)據(jù)進(jìn)行切換。在這方面，圖5中的VLD線120在為邏輯高(“1”)時(shí)指示標(biāo)簽數(shù)據(jù)有效，且在為邏輯低(“0”)時(shí)指示標(biāo)簽數(shù)據(jù)無效，這與圖6的CAM 144中的 VLD 線150相反。如圖7中所說明，CAM 162包含存儲(chǔ)器164，其用以存儲(chǔ)一個(gè)或一個(gè)以上標(biāo)簽數(shù)據(jù)位；以及基于靜態(tài)的比較器166，其用以將來自存儲(chǔ)器164的對應(yīng)的標(biāo)簽數(shù)據(jù)與比較數(shù)據(jù)98 進(jìn)行比較。存儲(chǔ)器164和基于靜態(tài)的比較器166與圖3的CAM 74含有某些共同組件。在圖3與圖7之間使用共同元件編號(hào)來標(biāo)注這些共同組件。除非另有注釋，否則這些共同組件的先前描述大體上適用于圖7的CAM 162，且因此此處將不重復(fù)所述描述。在于CAM 162中的查找期間，在驅(qū)動(dòng)線92上斷言來自存儲(chǔ)器單元80的讀取標(biāo)簽數(shù)據(jù)，且將其饋送到反相器94中以提供標(biāo)簽數(shù)據(jù)輸出96 (如圖5的CAM 130中所提供)。 然而，不同于圖5的CAM 130，在將標(biāo)簽數(shù)據(jù)輸出96提供到基于靜態(tài)的比較器166之前，不執(zhí)行對標(biāo)簽數(shù)據(jù)輸出96的進(jìn)一步門控。這如同圖3的CAM 74。在存儲(chǔ)器單元80中不需要額外晶體管。將標(biāo)簽數(shù)據(jù)輸出96(標(biāo)簽<0-N，0>)直接輸入到第一通過門102中。還將標(biāo)簽數(shù)據(jù)輸出輸入到包括“異或”(XOR)門168的控制電路中。還將VLD線150輸入到M)R 門168中。XOR門168的輸出為輸入到第二通過門104中的第二信號(hào)。以此方式，當(dāng)VLD線 120含有指示無效標(biāo)簽數(shù)據(jù)的邏輯低(“0”)時(shí)，進(jìn)入第一通過門102和第二通過門104兩者的輸入將為相同邏輯值，由此防止第一通過門102和第二通過門104在比較數(shù)據(jù)98發(fā)生改變時(shí)切換比較器輸出110的狀態(tài)。標(biāo)簽數(shù)據(jù)輸出96(無論為邏輯低(“0”)還是邏輯高 (“1”))將被輸入到第一通過門102和第二通過門104兩者中。因此，不將功率消耗耗費(fèi)在響應(yīng)于比較數(shù)據(jù)98的改變而針對標(biāo)記為無效的標(biāo)簽數(shù)據(jù)來切換第一通過門102和第二通過門104上。然而，當(dāng)VLD線120含有指示有效標(biāo)簽數(shù)據(jù)的邏輯高(“1”)時(shí)，標(biāo)簽數(shù)據(jù)輸出96將作為第一信號(hào)輸入到第一通過門102中，且標(biāo)簽數(shù)據(jù)輸出96的補(bǔ)碼將作為第二信號(hào)輸入到第二通過門104中。因此，當(dāng)標(biāo)簽數(shù)據(jù)被標(biāo)記為有效時(shí)，對于第一通過門102和第二通過門104的正常操作，將發(fā)生切換以將標(biāo)簽數(shù)據(jù)與比較數(shù)據(jù)98進(jìn)行比較。在圖7的CAM 162中，不同于圖5中的CAM 130和圖6中的CAM 144的存儲(chǔ)器單元 80中所提供，未將額外的晶體管添加到存儲(chǔ)器單元80。然而，將XOR門168添加到基于靜態(tài)的比較器電路100中的每一者。XOR門168包括十個(gè)晶體管。因此，與圖3的CAM 74相比，具有八個(gè)額外晶體管的網(wǎng)被添加到圖7的CAM 162。此在圖8中的表170中加以說明。 如其中所說明，與圖3中的CAM 74相比，對于CAM 130、144，兩個(gè)額外晶體管被添加到每一存儲(chǔ)器單元80和基于靜態(tài)的比較器電路100，以防止基于靜態(tài)的比較器電路100在標(biāo)簽數(shù)據(jù)被標(biāo)記為無效時(shí)響應(yīng)于比較數(shù)據(jù)98的改變而進(jìn)行切換。在圖7的CAM 162中，比圖3中的CAM 74多添加八個(gè)晶體管，分別比圖5和圖6的CAM 130、144多添加四個(gè)晶體管。將圖 7的CAM 162中的所有八個(gè)額外晶體管提供于比較器電路100中，這與僅兩個(gè)額外晶體管被添加到基于靜態(tài)的比較器電路100的圖5和圖6的CAM 130,144相對。如果將多個(gè)輸入端口提供到CAM 162中，由此標(biāo)簽數(shù)據(jù)的每一位的每一輸入端口均需要基于靜態(tài)的比較器 166，則基于靜態(tài)的比較器電路100中所提供的任何額外晶體管將倍增輸入端口的數(shù)目?？稍谖⑻幚砥髦惺褂帽疚闹兴枋龅腃AM，所述微處理器具有含有多個(gè)寫入端口的微處理器寄存器堆。多個(gè)寫入端口容納來自各個(gè)管線級(jí)的寫入。微處理器寄存器堆還可含有多個(gè)讀取端口。具有多個(gè)讀取端口和寫入端口增加了 CAM中的比較器電路的數(shù)目。因此，對于具有多個(gè)端口的微處理器，使用具有經(jīng)配置以在標(biāo)簽數(shù)據(jù)被標(biāo)記為無效時(shí)不切換比較器輸出的基于靜態(tài)的比較器的CAM可實(shí)現(xiàn)更大的功率節(jié)省。在這方面，圖9說明用于使用多個(gè)端口的微處理器的CAM 172。所述多個(gè)端口可包括多個(gè)讀取端口、多個(gè)寫入端口或多個(gè)讀取端口與多個(gè)寫入端口兩者。在CAM 172中包括多個(gè)標(biāo)簽數(shù)據(jù)字段174、176、178以形成標(biāo)簽數(shù)據(jù)陣列。在此實(shí)例中，提供“N+1”個(gè)標(biāo)簽數(shù)據(jù)字段，每一標(biāo)簽數(shù)據(jù)字段具有“M+1”個(gè)位的長度，其中M和N為0或大于0的任何整數(shù)。存儲(chǔ)于標(biāo)簽數(shù)據(jù)字段174、176、178中的標(biāo)簽數(shù)據(jù)的每一位經(jīng)由標(biāo)簽數(shù)據(jù)輸出線180、182、184 而輸出，且輸入到基于靜態(tài)的比較器186、188、190中。為標(biāo)簽數(shù)據(jù)的每一標(biāo)簽位提供基于靜態(tài)的比較器186、188、190。在所有基于靜態(tài)的比較器186、188、190上共享比較數(shù)據(jù)193， 以將標(biāo)簽數(shù)據(jù)的每一位與比較數(shù)據(jù)193中的對應(yīng)位進(jìn)行比較。每一基于靜態(tài)的比較器186、 188,190經(jīng)配置以在比較數(shù)據(jù)193改變且對應(yīng)的標(biāo)簽數(shù)據(jù)被標(biāo)記為無效時(shí)不將功率耗散在切換其基于靜態(tài)的比較器輸出192、194、196上。在這方面，使用先前所描述的方法和比較器電路中的任一者來防止基于靜態(tài)的比較器186、188、190將功率耗散在針對標(biāo)記為無效的標(biāo)簽數(shù)據(jù)來切換比較器輸出192、194、196上。因?yàn)镃AM 172用于具有多個(gè)輸入端口的微處理器中，所以為標(biāo)簽數(shù)據(jù)的每一位提供多個(gè)比較器。這通過基于靜態(tài)的比較器186、188、 190中的每一者中的“0-P”記法來展示，其意味著在基于靜態(tài)的比較器186、188、190中包括P+1個(gè)比較器電路以促進(jìn)P+1個(gè)輸入端口。將來自基于靜態(tài)的比較器186、188、190的比較器輸出192、194、196輸入到組合邏輯198、200、202中，以產(chǎn)生匹配線(ML) 204、206、208。 將ML 204、206、208輸入到任選的編碼器209中，以在標(biāo)簽數(shù)據(jù)與比較數(shù)據(jù)193之間存在匹配的情況下提供所述標(biāo)簽數(shù)據(jù)字段174、176、178的匹配位置210。本文中所揭示的CAM、CAM電路和方法可用于任何電路中，包括(但不限于)基于微處理器的電路或系統(tǒng)中。本文中所揭示的CAM可用于任何類型的基于靜態(tài)的存儲(chǔ)器中， 包括(但不限于)系統(tǒng)存儲(chǔ)器或高速緩沖存儲(chǔ)器中。本文中所揭示的CAM、CAM電路和方法可包括于或用于任何類型的電子裝置中。此些電子裝置的實(shí)例包括(但不限于)移動(dòng)電話、 蜂窩式電話、計(jì)算機(jī)、便攜式計(jì)算機(jī)、桌上型計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、監(jiān)視器、計(jì)算機(jī)監(jiān)視器、電視、調(diào)諧器、無線電、衛(wèi)星無線電、數(shù)字音樂播放器、便攜式音樂播放器、數(shù)字視頻播放器、數(shù)字視頻光盤(DVD)播放器和便攜式數(shù)字視頻播放器。
圖10說明基于處理器的系統(tǒng)211的實(shí)例，所述系統(tǒng)211可使用如先前描述的CAM 的CAM。在此實(shí)例中，基于處理器的系統(tǒng)211包括中央處理單元(CPU) 212，所述CPU 212包括微處理器214。微處理器214經(jīng)配置以與CAM 216通信，以將數(shù)據(jù)寫入到標(biāo)簽數(shù)據(jù)陣列 218和從標(biāo)簽數(shù)據(jù)陣列218讀取數(shù)據(jù)。CPU 212耦合到系統(tǒng)總線219，所述系統(tǒng)總線219使包括于基于處理器的系統(tǒng)211中的其它裝置相互耦合。如眾所周知，CPU 212通過經(jīng)由系統(tǒng)總線219交換地址、控制和數(shù)據(jù)信息而與這些其它裝置通信。這些裝置可包括任何類型的裝置。如圖10中所說明，這些裝置可包括(例如)系統(tǒng)存儲(chǔ)器220、一個(gè)或一個(gè)以上輸入裝置222、一個(gè)或一個(gè)以上輸出裝置224、網(wǎng)絡(luò)接口裝置2 和顯示器控制器228。輸入裝置222可包括任何類型的輸入裝置，包括(但不限于)輸入鍵、開關(guān)、話音處理器等。輸出裝置2M可包括任何類型的輸出裝置，包括(但不限于)音頻、視頻、其它視覺指示器等。網(wǎng)絡(luò)接口裝置2 可為經(jīng)配置以允許交換去往和來自網(wǎng)絡(luò)230的數(shù)據(jù)的任何裝置。網(wǎng)絡(luò)230可為任何類型的網(wǎng)絡(luò)，包括(但不限于)有線或無線網(wǎng)絡(luò)、私用或公共網(wǎng)絡(luò)、局域網(wǎng)(LAN)、廣域網(wǎng)(WLAN)和因特網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)接口裝置2 可支持所要的任何類型的通信協(xié)議。CPU 212可經(jīng)由系統(tǒng)總線219來存取系統(tǒng)存儲(chǔ)器220。系統(tǒng)存儲(chǔ)器220可包括靜態(tài)存儲(chǔ)器232和/或動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器M4。CPU 212還可經(jīng)由系統(tǒng)總線219來存取顯示器控制器228，以控制發(fā)送到顯示器 236的信息。顯示器控制器2 可包括存儲(chǔ)器控制器237和存儲(chǔ)器238，所述存儲(chǔ)器238用以響應(yīng)于與CPU 212的通信而存儲(chǔ)待發(fā)送到顯示器236的數(shù)據(jù)。顯示器控制器2 經(jīng)由視頻處理器240將信息發(fā)送到顯示器236以進(jìn)行顯示，所述視頻處理器240將待顯示的信息處理為適合于顯示器236的格式。顯示器236可包括任何類型的顯示器，包括(但不限于) 陰極射線管(CRT)、液晶顯示器(LCD)、等離子體顯示器等。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將進(jìn)一步了解，可將結(jié)合本文中所揭示的實(shí)施例而描述的各種說明性邏輯塊、模塊、電路和算法步驟實(shí)施為電子硬件、計(jì)算機(jī)軟件或兩者的組合。為清楚地說明硬件與軟件的此互換性，上文已大體上在功能性方面描述了各種說明性組件、塊、 模塊、電路和步驟。將所述功能性實(shí)施為硬件還是軟件視特定使用和強(qiáng)加于整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)約束而定。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可針對每一特定使用以不同方式實(shí)施所描述的功能性， 但所述實(shí)施決策不應(yīng)被解釋為會(huì)導(dǎo)致脫離本發(fā)明的范圍。結(jié)合本文中所揭示的實(shí)施例而描述的各種說明性邏輯塊、模塊和電路可存儲(chǔ)并比較任何類型的數(shù)據(jù)(包括但不限于標(biāo)簽數(shù)據(jù))，且可使用任何信號(hào)電平來實(shí)施或執(zhí)行，以提供邏輯真和邏輯假。邏輯真可表示為邏輯高(“1”，Vdd)且邏輯假可表示為邏輯低(“0”， Vss)，或反之亦然。還可使用通用處理器、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或其它可編程邏輯裝置、離散門或晶體管邏輯、離散硬件組件或其經(jīng)設(shè)計(jì)以執(zhí)行本文中所描述的功能的任何組合來實(shí)施或執(zhí)行結(jié)合本文中所揭示的實(shí)施例而描述的各種說明性邏輯塊、模塊和電路。通用處理器可為微處理器，但在替代方案中，處理器可為任何常規(guī)處理器、控制器、微控制器或狀態(tài)機(jī)。還可將處理器實(shí)施為計(jì)算裝置的組合，例如，DSP與微處理器的組合、多個(gè)微處理器、結(jié)合DSP核心的一個(gè)或一個(gè)以上微處理器，或任何其它此類配置。應(yīng)注意，描述本文中的示范性實(shí)施例中的任一者中所描述的操作步驟旨在提供實(shí)例和論述?？梢猿f明的序列外的眾多不同序列來執(zhí)行所描述的操作。此外，在單一操作步驟中描述的操作實(shí)際上可在許多不同步驟中執(zhí)行。另外，可組合在示范性實(shí)施例中論述的一個(gè)或一個(gè)以上操作步驟。應(yīng)理解，如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易明白，流程圖中所說明的操作步驟可經(jīng)受眾多不同修改。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還將理解，可使用多種不同技藝和技術(shù)中的任一者來表示信息和信號(hào)。舉例來說，可在整個(gè)上文描述中參考的數(shù)據(jù)、指令、 命令、信息、信號(hào)、位、符號(hào)和碼片可由電壓、電流、電磁波、磁場或磁性粒子、光場或光學(xué)粒子或其任何組合來表示。結(jié)合本文中所揭示的實(shí)施例而描述的方法或算法的步驟可直接以硬件、以由處理器執(zhí)行的軟件模塊或以兩者的組合來體現(xiàn)。軟件模塊可駐留于隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、快閃存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、電可編程ROM(EPROM)、電可擦除可編程ROM(EEPROM)、寄存器、 硬盤、可裝卸磁盤、CD-ROM，或此項(xiàng)技術(shù)中已知的任何其它形式的存儲(chǔ)媒體中。示范性存儲(chǔ)媒體耦合到處理器，使得處理器可從存儲(chǔ)媒體讀取信息和將信息寫入到存儲(chǔ)媒體。在替代方案中，存儲(chǔ)媒體可集成到處理器。處理器和存儲(chǔ)媒體可駐留于ASIC中。ASIC可駐留于遠(yuǎn)程站中。在替代方案中，處理器和存儲(chǔ)媒體可作為離散組件而駐留于遠(yuǎn)程站、基站或服務(wù)器中。提供對本發(fā)明的先前描述以使得所屬領(lǐng)域的任何技術(shù)人員均能夠制作或使用本發(fā)明。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易明白對本發(fā)明的各種修改，且在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，本文中所界定的一般原理可應(yīng)用于其它變化。因此，本發(fā)明無意限于本文中所描述的實(shí)例和設(shè)計(jì)，而是將賦予本發(fā)明與本文中所揭示的原理和新穎特征一致的最廣范圍。
權(quán)利要求
1.一種比較器，其包含至少一個(gè)有效性指示符，其指示數(shù)據(jù)的有效性；以及至少一個(gè)基于靜態(tài)的比較器，其經(jīng)配置以響應(yīng)于所述數(shù)據(jù)與比較數(shù)據(jù)的比較和所述至少一個(gè)有效性指示符而選擇性地切換耦合到匹配線的至少一個(gè)比較器輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的比較器，其中所述至少一個(gè)基于靜態(tài)的比較器進(jìn)一步經(jīng)配置以在所述至少一個(gè)有效性指示符指示無效數(shù)據(jù)的情況下不切換所述至少一個(gè)比較器輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的比較器，其中所述至少一個(gè)基于靜態(tài)的比較器進(jìn)一步經(jīng)配置以在所述至少一個(gè)有效性指示符指示有效數(shù)據(jù)的情況下切換所述至少一個(gè)比較器輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的比較器，其進(jìn)一步包含有效位線，所述有效位線經(jīng)配置以載運(yùn)指示所述數(shù)據(jù)的所述有效性的信號(hào)，其中所述有效位線為進(jìn)入所述至少一個(gè)基于靜態(tài)的比較器的輸入。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的比較器，其中所述至少一個(gè)基于靜態(tài)的比較器包括第一通過門，其適于接收基于所述數(shù)據(jù)的第一信號(hào)來作為輸入；以及第二通過門，其適于接收取決于所述第一信號(hào)的第二信號(hào)來作為輸入，其中所述第一通過門和所述第二通過門經(jīng)配置以驅(qū)動(dòng)所述至少一個(gè)比較器輸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的比較器，其中所述第二通過門適于響應(yīng)于所述至少一個(gè)有效性指示符指示無效數(shù)據(jù)而接收具有所述數(shù)據(jù)的邏輯值的所述第二信號(hào)，且所述第一通過門適于響應(yīng)于所述至少一個(gè)有效性指示符指示無效數(shù)據(jù)而接收具有所述數(shù)據(jù)的所述邏輯值的補(bǔ)碼的所述第一信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的比較器，其中所述第一通過門適于響應(yīng)于所述至少一個(gè)有效性指示符指示有效數(shù)據(jù)而接收具有所述數(shù)據(jù)的所述邏輯值的所述第一信號(hào)，且所述第二通過門適于響應(yīng)于所述至少一個(gè)有效性指示符指示有效數(shù)據(jù)而接收具有所述數(shù)據(jù)的補(bǔ)碼的所述第二信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的比較器，其中所述至少一個(gè)基于靜態(tài)的比較器包含“異或”(XOR)門或“同或”(XNOR)門，所述至少一個(gè)基于靜態(tài)的比較器經(jīng)配置以基于分別對所述數(shù)據(jù)和所述比較數(shù)據(jù)進(jìn)行的XOR或XNOR門控而產(chǎn)生所述至少一個(gè)比較器輸出。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的比較器，其中所述至少一個(gè)比較器輸出耦合到進(jìn)入組合門的輸入，所述組合門耦合到所述匹配線。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的比較器，其中所述比較器包括于電子裝置中，所述電子裝置包含由以下各物組成的群組基于微處理器的裝置、移動(dòng)電話、蜂窩式電話、計(jì)算機(jī)、便攜式計(jì)算機(jī)、桌上型計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、監(jiān)視器、計(jì)算機(jī)監(jiān)視器、電視、調(diào)諧器、無線電、 衛(wèi)星無線電、數(shù)字音樂播放器、便攜式音樂播放器、數(shù)字視頻播放器、數(shù)字視頻光盤(DVD) 播放器和便攜式數(shù)字視頻播放器。
11.一種比較器，其包含用于指示數(shù)據(jù)的有效性的裝置；以及用于響應(yīng)于所述數(shù)據(jù)與比較數(shù)據(jù)的比較和所述用于指示所述數(shù)據(jù)的所述有效性的裝置而選擇性地切換耦合到匹配線的至少一個(gè)比較器輸出的裝置。
12.—種比較數(shù)據(jù)的方法，其包含將比較數(shù)據(jù)作為輸入接收到至少一個(gè)基于靜態(tài)的比較器中；將數(shù)據(jù)作為輸入接收到所述至少一個(gè)基于靜態(tài)的比較器中；將指示所述數(shù)據(jù)的有效性的至少一個(gè)有效性指示符作為輸入接收到所述至少一個(gè)基于靜態(tài)的比較器中；以及選擇性地比較所述數(shù)據(jù)與所述比較數(shù)據(jù)和所述至少一個(gè)有效性指示符。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其進(jìn)一步包含響應(yīng)于所述數(shù)據(jù)與所述比較數(shù)據(jù)的所述比較和所述至少一個(gè)有效性指示符而選擇性地控制對耦合到匹配線的至少一個(gè)比較器輸出的切換。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其進(jìn)一步包含在所述至少一個(gè)有效性指示符指示無效數(shù)據(jù)的情況下防止切換所述至少一個(gè)比較器輸出。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其進(jìn)一步包含在所述至少一個(gè)有效性指示符指示有效數(shù)據(jù)的情況下允許切換所述至少一個(gè)比較器輸出。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中選擇性地比較所述數(shù)據(jù)與所述比較數(shù)據(jù)包含從第一通過門和第二通過門驅(qū)動(dòng)所述至少一個(gè)比較器輸出，所述第一通過門接收基于所述數(shù)據(jù)的第一信號(hào)來作為輸入，所述第二通過門接收取決于所述第一信號(hào)的第二信號(hào)來作為輸入。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其進(jìn)一步包含響應(yīng)于所述至少一個(gè)有效性指示符指示無效數(shù)據(jù)而將具有所述數(shù)據(jù)的邏輯值的所述第二信號(hào)接收到所述第二通過門中，且將具有所述數(shù)據(jù)的所述邏輯值的補(bǔ)碼的所述第一信號(hào)接收到所述第一通過門中。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其進(jìn)一步包含響應(yīng)于所述至少一個(gè)有效性指示符指示無效數(shù)據(jù)而將具有所述數(shù)據(jù)的邏輯值的所述第一信號(hào)作為輸入接收到所述第一通過門中，且將具有所述數(shù)據(jù)的所述邏輯值的補(bǔ)碼的所述第二信號(hào)作為輸入接收到所述第二通過門中。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中接收所述數(shù)據(jù)進(jìn)一步包含基于所述至少一個(gè)有效性指示符來控制所述數(shù)據(jù)。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其進(jìn)一步包含將載運(yùn)所述至少一個(gè)比較器輸出的信號(hào)作為輸入提供到組合門中。
21.—種在比較器中執(zhí)行數(shù)據(jù)查找的方法，其包含以下步驟用于在至少一個(gè)基于靜態(tài)的比較器中接收比較數(shù)據(jù)的步驟；用于將數(shù)據(jù)作為輸入接收到所述至少一個(gè)基于靜態(tài)的比較器中的步驟；用于將指示所述數(shù)據(jù)的有效性的至少一個(gè)有效性指示符作為輸入接收到所述至少一個(gè)基于靜態(tài)的比較器中的步驟；以及用于選擇性地比較所述數(shù)據(jù)與所述比較數(shù)據(jù)和所述至少一個(gè)有效性指示符的步驟。
22.—種內(nèi)容可尋址存儲(chǔ)器(CAM)，其包含至少一個(gè)存儲(chǔ)器單元，其經(jīng)配置以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；至少一個(gè)有效性指示符，其指示所述數(shù)據(jù)的有效性；以及至少一個(gè)基于靜態(tài)的比較器，其經(jīng)配置以響應(yīng)于所述數(shù)據(jù)與比較數(shù)據(jù)的比較和所述至少一個(gè)有效性指示符而選擇性地切換耦合到匹配線的至少一個(gè)比較器輸出。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的CAM，其中所述至少一個(gè)基于靜態(tài)的比較器進(jìn)一步經(jīng)配置以在所述至少一個(gè)有效性指示符指示無效數(shù)據(jù)的情況下不切換所述至少一個(gè)比較器輸出。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的CAM，其中所述至少一個(gè)基于靜態(tài)的比較器進(jìn)一步經(jīng)配置以在所述至少一個(gè)有效性指示符指示有效數(shù)據(jù)的情況下切換所述至少一個(gè)比較器輸出。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的CAM，其進(jìn)一步包含有效位線，所述有效位線經(jīng)配置以載運(yùn)指示所述數(shù)據(jù)的所述有效性的信號(hào)，其中所述有效位線為進(jìn)入所述至少一個(gè)基于靜態(tài)的比較器的輸入。
26.根據(jù)權(quán)利要求22所述的CAM，其中所述至少一個(gè)比較器輸出耦合到進(jìn)入組合門的輸入，所述組合門耦合到所述匹配線。
27.根據(jù)權(quán)利要求22所述的CAM，其中所述至少一個(gè)存儲(chǔ)器單元包括多個(gè)存儲(chǔ)器單元， 每一存儲(chǔ)器單元經(jīng)配置以存儲(chǔ)一數(shù)據(jù)位以形成所述數(shù)據(jù)。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的CAM，其中所述至少一個(gè)基于靜態(tài)的比較器包括多個(gè)基于靜態(tài)的比較器，每一基于靜態(tài)的比較器經(jīng)配置以響應(yīng)于一數(shù)據(jù)位與比較數(shù)據(jù)的對應(yīng)位的比較和所述至少一個(gè)有效性指示符而選擇性地切換耦合到所述匹配線的至少一個(gè)比較器輸出ο
29.根據(jù)權(quán)利要求22所述的CAM，其中所述至少一個(gè)基于靜態(tài)的比較器包括多個(gè)基于靜態(tài)的比較器，每一基于靜態(tài)的比較器對應(yīng)于進(jìn)入所述CAM的多個(gè)輸入端口中的一者。
30.根據(jù)權(quán)利要求22所述的CAM，其中所述數(shù)據(jù)包括標(biāo)簽數(shù)據(jù)。
31.根據(jù)權(quán)利要求22所述的CAM，其中所述CAM包括于電子裝置中，所述電子裝置包含由以下各物組成的群組基于微處理器的裝置、移動(dòng)電話、蜂窩式電話、計(jì)算機(jī)、便攜式計(jì)算機(jī)、桌上型計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、監(jiān)視器、計(jì)算機(jī)監(jiān)視器、電視、調(diào)諧器、無線電、衛(wèi)星無線電、數(shù)字音樂播放器、便攜式音樂播放器、數(shù)字視頻播放器、數(shù)字視頻光盤(DVD)播放器和便攜式數(shù)字視頻播放器。
全文摘要
本發(fā)明揭示用于比較數(shù)據(jù)的基于靜態(tài)的比較器(78)和方法。所述基于靜態(tài)的比較器(114)經(jīng)配置以響應(yīng)于對應(yīng)數(shù)據(jù)(96)與比較數(shù)據(jù)(98)的比較和用于所述數(shù)據(jù)的有效性指示符(120)而選擇性地切換至少一個(gè)比較器輸出(110)。如果所述有效性指示符指示有效數(shù)據(jù)，則所述基于靜態(tài)的比較器進(jìn)行切換以驅(qū)動(dòng)所述比較器輸出，所述比較器輸出指示對應(yīng)的所比較數(shù)據(jù)之間的匹配或不匹配。如果所述有效性指示符指示無效數(shù)據(jù)，則所述基于靜態(tài)的比較器在不切換所述基于靜態(tài)的比較器的情況下對所述比較器輸出提供不匹配，而不管所述數(shù)據(jù)是否與所述比較數(shù)據(jù)匹配。以此方式，所述基于靜態(tài)的比較器不將功率耗散在針對標(biāo)記為無效的數(shù)據(jù)來切換所述比較器輸出上。所述基于靜態(tài)的比較器可用于內(nèi)容可尋址存儲(chǔ)器(CAM)中，以用于將標(biāo)簽數(shù)據(jù)的一個(gè)或一個(gè)以上位與比較數(shù)據(jù)的對應(yīng)位進(jìn)行比較。
文檔編號(hào)G06F12/10GK102272851SQ201080004269
公開日2011年12月7日 申請日期2010年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月22日
發(fā)明者格雷戈里·克里斯托弗·布爾達(dá), 耶什萬特·納加拉杰·卡拉, 賈森·菲利普·馬茨洛夫 申請人:高通股份有限公司