具有命中及多命中檢測(cè)的混合動(dòng)態(tài)-靜態(tài)編碼器的制造方法
【專利說(shuō)明】具有命中及多命中檢測(cè)的混合動(dòng)態(tài)-靜態(tài)編碼器
[0001]根據(jù)35 U.S.C.§ 119規(guī)定的優(yōu)先權(quán)主張
[0002]依據(jù)35 U.S.C.§ 119規(guī)定，本申請(qǐng)案主張2013年2月7日申請(qǐng)的名為“具有任選命中及/或多命中檢測(cè)的混合動(dòng)態(tài)-靜態(tài)編碼器(HYBRID DYNAMIC-STATIC ENCODER WITHOPT1NAL HIT AND/OR MULT1-HIT DETECT1N) ”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)案第61/761，841 號(hào)的優(yōu)先權(quán)，所述臨時(shí)專利申請(qǐng)案的全文據(jù)此以引用方式并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本申請(qǐng)案大體上涉及一種具有任選命中及/或多命中檢測(cè)的混合動(dòng)態(tài)-靜態(tài)編碼器，且尤其涉及一種具有組合式動(dòng)態(tài)及靜態(tài)結(jié)構(gòu)及邏輯設(shè)計(jì)的編碼器，其可實(shí)質(zhì)上縮減與其相關(guān)聯(lián)的物理區(qū)域、電力消耗及泄漏，其中邏輯延遲實(shí)質(zhì)上相似于或等效于完全動(dòng)態(tài)解決方案。
【背景技術(shù)】
[0004]在可包含與便攜式或移動(dòng)電子裝置相關(guān)聯(lián)的嵌入式應(yīng)用的各種應(yīng)用中，處理器通常執(zhí)行計(jì)算任務(wù)。與這些電子裝置相關(guān)聯(lián)的日益擴(kuò)展特征集及增強(qiáng)的功能性通常需求計(jì)算越來(lái)越強(qiáng)大的處理器。舉例來(lái)說(shuō)，最現(xiàn)代處理器將近期經(jīng)執(zhí)行指令及近期所使用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于使指令執(zhí)行管道可易于存取以利用與大多數(shù)程序或應(yīng)用程序相關(guān)聯(lián)的空間及時(shí)間局部性性質(zhì)的一或多個(gè)高速緩沖存儲(chǔ)器中。詳細(xì)地說(shuō)，高速緩沖存儲(chǔ)器通常是指高速(通常為芯片上)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)，其包括存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)及/或存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于存儲(chǔ)于RAM中的數(shù)據(jù)的地址的對(duì)應(yīng)內(nèi)容可尋址存儲(chǔ)器(CAM)。
[0005]一般而言，CAM是指使能夠相對(duì)快速地完成搜索操作的存儲(chǔ)器單元陣列及關(guān)聯(lián)比較電路系統(tǒng)。此能力允許搜索算法的搜索硬件實(shí)施方案，其相對(duì)于經(jīng)軟件實(shí)施搜索算法可提供較大速度。因而，CAM可用于需要較快速地存取更有可能由處理器存取的數(shù)據(jù)的各種應(yīng)用程序(例如，高速緩沖存儲(chǔ)器)中。舉例來(lái)說(shuō)，為了確定高速緩沖存儲(chǔ)器是否存儲(chǔ)特定數(shù)據(jù)字，可并行地搜索或以其它方式評(píng)估CAM陣列中的所有行以確定所述字的地址是否與存儲(chǔ)于CAM中的任何地址匹配。更一般地，在任何合適CAM應(yīng)用中，可搜索或以其它方式評(píng)估CAM陣列中的所有行以確定輸入值是否與存儲(chǔ)于所述CAM中的任何行中的值匹配。因此，CAM中的每一行可與指示與所述行相關(guān)聯(lián)的搜索結(jié)果的相應(yīng)匹配線相關(guān)聯(lián)，其中與每一行相關(guān)聯(lián)的匹配線可經(jīng)斷言以指示所述行與輸入值匹配，或未經(jīng)斷言以指示所述行與輸入值失配。
[0006]當(dāng)讀出對(duì)應(yīng)于可搜索陣列結(jié)構(gòu)(例如，CAM)中的與搜索關(guān)鍵字匹配的條目的索引時(shí)，與所述匹配條目相關(guān)聯(lián)的地址通?？杀痪幋a，之后從可搜索陣列結(jié)構(gòu)讀取所述地址。此夕卜，多命中檢測(cè)相似地需要編碼與匹配條目相關(guān)聯(lián)的地址，之后從可搜索陣列結(jié)構(gòu)讀取所述匹配地址以確保效率。然而，現(xiàn)有動(dòng)態(tài)編碼器實(shí)施方案傾向于需要針對(duì)陣列結(jié)構(gòu)中的每一索引位需要單獨(dú)動(dòng)態(tài)網(wǎng)，此情形可造成編碼器占據(jù)極大物理區(qū)域、消耗相當(dāng)大電力且遭受歸因于橫越各種動(dòng)態(tài)網(wǎng)需要許多下拉的相當(dāng)大泄漏。盡管編碼器電路系統(tǒng)可替代地使用靜態(tài)邏輯予以實(shí)施，但靜態(tài)實(shí)施方案傾向于需要額外邏輯深度以編碼大數(shù)目個(gè)行，此情形可引起延遲損失。
[0007]因此，可需要一種用以處理與使用完全動(dòng)態(tài)或完全靜態(tài)解決方案的現(xiàn)有編碼器設(shè)計(jì)相關(guān)聯(lián)的這些及其它問(wèn)題的改善型編碼器設(shè)計(jì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]下文呈現(xiàn)本文所揭示的混合動(dòng)態(tài)-靜態(tài)編碼器的一或多個(gè)實(shí)施例的簡(jiǎn)化概述，以便提供對(duì)這些實(shí)施例的基本理解。因而，此概述不應(yīng)被認(rèn)為所有所預(yù)期實(shí)施例的廣泛綜述，此概述也不意欲識(shí)別本文所描述的所有實(shí)施例的關(guān)鍵或決定性元件或描繪任何特定實(shí)施例的范圍。因此，此概述的唯一目的為以簡(jiǎn)化形式呈現(xiàn)與關(guān)于本文所揭示的具有任選命中及/或多命中檢測(cè)的混合動(dòng)態(tài)-靜態(tài)編碼器的一或多個(gè)實(shí)施例有關(guān)的某些概念，而作為下文所呈現(xiàn)的更詳細(xì)描述的序言。
[0009]根據(jù)各種實(shí)施例，本文所描述的混合動(dòng)態(tài)-靜態(tài)編碼器可組合動(dòng)態(tài)及靜態(tài)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)及關(guān)聯(lián)邏輯以實(shí)現(xiàn)實(shí)質(zhì)上縮減的區(qū)域、電力消耗及泄漏，其中邏輯延遲大體上等效于完全動(dòng)態(tài)解決方案。更特別地，與傾向于需要用于每一索引位的單獨(dú)動(dòng)態(tài)網(wǎng)(及用以支持多命中檢測(cè)的用于每一索引位的額外動(dòng)態(tài)網(wǎng))的現(xiàn)有動(dòng)態(tài)編碼器實(shí)施方案或傾向于引入歸因于編碼大數(shù)目個(gè)行需要額外邏輯深度的延遲損失的靜態(tài)編碼器實(shí)施方案形成對(duì)比，本文所描述的混合動(dòng)態(tài)-靜態(tài)編碼器可策略上分割動(dòng)態(tài)網(wǎng)及邏輯以實(shí)質(zhì)上消除編碼器結(jié)構(gòu)的冗余且由此縮減與其相關(guān)聯(lián)的大小(或區(qū)域)、電力消耗及泄漏，而不會(huì)引入任何相當(dāng)大邏輯延遲。舉例來(lái)說(shuō)，在具有經(jīng)編碼索引輸出、命中檢測(cè)輸出及多命中檢測(cè)輸出的128條目陣列中，相比于完全動(dòng)態(tài)編碼器中的1024個(gè)動(dòng)態(tài)下拉，本文所描述的混合動(dòng)態(tài)-靜態(tài)編碼器可具有384個(gè)動(dòng)態(tài)下拉(即，在與本文所描述的混合動(dòng)態(tài)-靜態(tài)編碼器相關(guān)聯(lián)的陣列中每條目3個(gè)動(dòng)態(tài)下拉相對(duì)于完全動(dòng)態(tài)編碼器中每條目8個(gè)動(dòng)態(tài)下拉)。因此，完全動(dòng)態(tài)編碼器可具有16個(gè)動(dòng)態(tài)下拉列，而本文所描述的混合動(dòng)態(tài)-靜態(tài)編碼器可具有僅3個(gè)動(dòng)態(tài)下拉列。此外，單一行命中在完全動(dòng)態(tài)編碼器中將需要評(píng)估8個(gè)大動(dòng)態(tài)網(wǎng)，而單一行命中在本文所描述的混合動(dòng)態(tài)-靜態(tài)編碼器中僅需要評(píng)估3個(gè)動(dòng)態(tài)網(wǎng)。
[0010]根據(jù)各種實(shí)施例，用于本文所描述的混合動(dòng)態(tài)-靜態(tài)編碼器中的設(shè)計(jì)方法通?？蓱?yīng)用于具有任何合適大小的陣列。然而，為了簡(jiǎn)化與用于本文所描述的混合動(dòng)態(tài)-靜態(tài)編碼器中的設(shè)計(jì)方法相關(guān)聯(lián)的描述，將使用128條目陣列以說(shuō)明及解釋與本文所描述的混合動(dòng)態(tài)-靜態(tài)編碼器相關(guān)聯(lián)的各種結(jié)構(gòu)及邏輯特征。舉例來(lái)說(shuō)，可將用于具有任選命中及/或多命中檢測(cè)的混合動(dòng)態(tài)-靜態(tài)編碼器中的128條目陣列劃分成恒等的頂部半部及底部半部，頂部半部及底部半部可接著經(jīng)組合以產(chǎn)生最終經(jīng)編碼索引輸出、命中輸出及多命中輸出。詳細(xì)地說(shuō)，每一編碼器半部可將動(dòng)態(tài)網(wǎng)用于每一索引位，其中適當(dāng)行被加圓點(diǎn)以指示行何時(shí)與搜索關(guān)鍵字匹配，其中每一動(dòng)態(tài)網(wǎng)可需要32個(gè)圓點(diǎn)。因而，當(dāng)陣列中的特定行已被加圓點(diǎn)以指示所述行與搜索關(guān)鍵字匹配時(shí)，可評(píng)估與所述行相關(guān)聯(lián)的動(dòng)態(tài)網(wǎng)以反映與所述行相關(guān)聯(lián)的7位索引。此外，每一索引位可具有對(duì)應(yīng)多命中動(dòng)態(tài)網(wǎng)，可橫越陣列中的各種行將所述多命中動(dòng)態(tài)網(wǎng)加圓點(diǎn)以反映對(duì)應(yīng)索引位的反向。因而，如果發(fā)生多命中，那么一或多個(gè)索引位將使索引動(dòng)態(tài)網(wǎng)及多命中動(dòng)態(tài)網(wǎng)兩者經(jīng)評(píng)估以將所述多命中加旗標(biāo)。此外，可提供使每一行加圓點(diǎn)的命中動(dòng)態(tài)網(wǎng)，其中所述命中動(dòng)態(tài)網(wǎng)可劃分成兩個(gè)動(dòng)態(tài)網(wǎng)且隨后合并以縮減加載。因此，本文所描述的混合動(dòng)態(tài)-靜態(tài)編碼器可有利地充分利用橫越各種索引動(dòng)態(tài)網(wǎng)、命中動(dòng)態(tài)網(wǎng)及多命中動(dòng)態(tài)網(wǎng)的下拉結(jié)構(gòu)的冗余，且使用邏輯以從一組縮減的較小動(dòng)態(tài)網(wǎng)導(dǎo)出相同信息。
[0011]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，一種具有任選命中檢測(cè)及/或多命中檢測(cè)的混合動(dòng)態(tài)-靜態(tài)編碼器可包括:陣列結(jié)構(gòu)，其具有X個(gè)行，所述行分別被加圓點(diǎn)到橫越一或多個(gè)裝置活動(dòng)區(qū)域(DAA)列而布置的多個(gè)動(dòng)態(tài)網(wǎng)中的一或多者上。在一個(gè)實(shí)施例中，每一 DAA列可具有橫越Y(jié)個(gè)動(dòng)態(tài)網(wǎng)而布置的X個(gè)下拉。所述混合動(dòng)態(tài)-靜態(tài)編碼器可進(jìn)一步包括合并邏輯，所述合并邏輯經(jīng)配置以組合產(chǎn)生于所述多個(gè)動(dòng)態(tài)網(wǎng)中的輸出信號(hào)且基于所述組合式輸出信號(hào)而導(dǎo)出一或多個(gè)經(jīng)編碼索引信號(hào)，所述一或多個(gè)經(jīng)編碼索引信號(hào)指示是否所述陣列結(jié)構(gòu)中的一或多個(gè)行與搜索關(guān)鍵字匹配。另外，在一個(gè)實(shí)施例中，所述合并邏輯可經(jīng)進(jìn)一步配置以基于所述組合式輸出信號(hào)而導(dǎo)出命中信號(hào)及/或多命中信號(hào)，所述命中信號(hào)指示是否所述陣列結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)行與所述搜索關(guān)鍵字匹配，所述多命中信號(hào)指示是否所述陣列結(jié)構(gòu)中的多個(gè)行與所述搜索關(guān)鍵字匹配(例如，當(dāng)至少一個(gè)經(jīng)編碼索引信號(hào)唯一地識(shí)別所述陣列結(jié)構(gòu)中的與所述搜索關(guān)鍵字匹配的至少一個(gè)行時(shí))。因此，所述混合動(dòng)態(tài)-靜態(tài)編碼器可實(shí)質(zhì)上消除橫越索引動(dòng)態(tài)網(wǎng)、命中動(dòng)態(tài)網(wǎng)及/或多命中動(dòng)態(tài)網(wǎng)的冗余下拉結(jié)構(gòu)，以提供在實(shí)質(zhì)上等效于完全動(dòng)態(tài)編碼器的邏輯延遲下的相對(duì)于所述完全動(dòng)態(tài)編碼器的相當(dāng)大物理區(qū)域節(jié)省、電力消耗節(jié)省及泄漏電流節(jié)省。
[0012]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，一種用于檢測(cè)可搜索陣列結(jié)構(gòu)中的一或多個(gè)命中的方法可包括:接收搜索關(guān)鍵字；及使用所述所接收搜索關(guān)鍵字而搜索與具有任選命中檢測(cè)及/或多命中檢測(cè)的混合動(dòng)態(tài)-靜態(tài)編碼器相關(guān)聯(lián)的陣列結(jié)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述陣列結(jié)構(gòu)可具有X個(gè)行，且所述混合動(dòng)態(tài)-靜態(tài)編碼器可包含橫越一或多個(gè)DAA列而布置的各種動(dòng)態(tài)網(wǎng)，其中每一 DAA列可具有橫越Y(jié)個(gè)動(dòng)態(tài)網(wǎng)而布置的X個(gè)下拉。在一個(gè)實(shí)施例中，所述方法可進(jìn)一步包括:基于產(chǎn)生于所述多個(gè)動(dòng)態(tài)網(wǎng)中的組合式輸出信號(hào)而導(dǎo)出一或多個(gè)經(jīng)編碼索引信號(hào)，所述一或多個(gè)經(jīng)編碼索引信號(hào)指示是否所述陣列結(jié)構(gòu)中的一或多個(gè)行與所述搜索關(guān)鍵字匹配。另外，在一個(gè)實(shí)施例中，所述方法可進(jìn)一步包括:基于所述組合式輸出信號(hào)而導(dǎo)出命中信號(hào)及/或多命中信號(hào)，所述命中信號(hào)指示是否所述陣列結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)行與所述搜索關(guān)鍵字匹配，所述多命中信號(hào)指示是否所述陣列結(jié)構(gòu)中的多個(gè)行與所述搜索關(guān)鍵字匹配(例如，所述命中信號(hào)可在至少一個(gè)經(jīng)編碼索引信號(hào)唯一地識(shí)別所述陣列結(jié)構(gòu)中的與所述搜索關(guān)鍵字匹配的至少一個(gè)行時(shí)指示至少一個(gè)行與所述搜索關(guān)鍵字匹配，且所述多命中信號(hào)可相似地在多個(gè)經(jīng)編碼索引信號(hào)唯一地識(shí)別所述陣列結(jié)構(gòu)中的與所述搜索關(guān)鍵字匹配的多個(gè)相應(yīng)行時(shí)指示多個(gè)行與所述搜索關(guān)鍵字匹配)。
[0013]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，一種設(shè)備可包括:用于接收搜索關(guān)鍵字的裝置；及用于使用所述所接收搜索關(guān)鍵字而搜索與具有任選命中檢測(cè)及/或多命中檢測(cè)的混合動(dòng)態(tài)-靜態(tài)編碼器相關(guān)聯(lián)的陣列結(jié)構(gòu)的裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，所述陣列結(jié)構(gòu)可具有X個(gè)行，且所述混合動(dòng)態(tài)-靜態(tài)編碼器可包含橫越一或多個(gè)DAA列而布置的各種動(dòng)態(tài)網(wǎng)，其中每一 DAA列可具有橫越Y(jié)個(gè)動(dòng)態(tài)網(wǎng)而布置的X個(gè)下拉。在一個(gè)實(shí)施例中，所述設(shè)備可進(jìn)一步包括:用于基于產(chǎn)生于所述多個(gè)動(dòng)態(tài)網(wǎng)中的組合式輸出信號(hào)而導(dǎo)出一或多個(gè)經(jīng)編碼索引信號(hào)的裝置，所述一或多個(gè)經(jīng)編碼索引信號(hào)指示是否所述陣列結(jié)構(gòu)中的一或多個(gè)行與所述搜索關(guān)鍵字匹配。另夕卜，在一個(gè)實(shí)施例中，所述設(shè)備可進(jìn)一步包括:用于基于所述組合式輸出信號(hào)而導(dǎo)出命中信號(hào)及/或多命中信號(hào)的裝置，所述命中信號(hào)指示是否所述陣列結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)行與所述搜索關(guān)鍵字匹配，所述多命中信號(hào)指示是否所述陣列結(jié)構(gòu)中的多個(gè)行與所述搜索關(guān)鍵字匹配(例如，所述命中信號(hào)可在所述經(jīng)編碼索引信號(hào)中的至少一者唯一地識(shí)別所述陣列結(jié)構(gòu)中的與所述搜索關(guān)鍵字匹配的至少一個(gè)行時(shí)指示至少一個(gè)行與所述搜索關(guān)鍵字匹配，且所述多命中信號(hào)可在多個(gè)經(jīng)編碼索引信號(hào)唯一地識(shí)別所述陣列結(jié)構(gòu)中的與所述搜索關(guān)鍵字匹配的多個(gè)行時(shí)指示多個(gè)行與所述搜索關(guān)鍵字匹配)。
[0014]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)媒體可經(jīng)記錄有計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，其中在一或多個(gè)處理器上執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行