本發(fā)明涉及網絡芯片設計方法及TCAM查找方法，具體涉及一種降低TCAM因讀寫引起查找沖突的方法。

背景技術：

TCAM中每個bit位有三種狀態(tài)，“0”，“1”和“不關心”，正因為有這3種狀態(tài)，TCAM既能進行精確匹配，也能進行模糊匹配。TCAM通過掩碼來實現(xiàn)這三種狀態(tài)，每個bit都包含Mask和Value，當Mask為1，表示必須比較并匹配；當Mask為0，表示不關心該位的值，即總是匹配。由于每個bit包含了Mask和Value，因此CPU在配置TCAM的時候，需要配置兩次，一次配置Value，一次配置Mask。在配置的同時，如果有數據查找請求，就會發(fā)生沖突；而在兩次配置的中間，如果有數據查找請求，則可能會產生誤匹配。如圖1所示：TCAM里面的一組原始數據是匹配數據10**(*表示不關心)，假若要修改里面的值，希望匹配數據0*1*，因此CPU會修改Mask和Value的值，分別修改為1010和0010。但是，在已修改Mask值而還未修改Value值的時候，會產生一個中間值，變成匹配數據1*1*，而此時恰好有個查找數據1010被送往TCAM進行查找，則被匹配，這樣就產生了誤匹配。

圖2是芯片在處理CPU配置和查找數據沖突時產生誤匹配的示意圖，從圖中可以看出，一旦查找數據從TCAM查找模塊出來后在流水線上就停不下來，會一直送往TCAM進行查找，這個時候如果CPU要插入配置動作，那么只能抽空插入，從而會導致先后配置Value和Mask。而在這兩次配置中間，如果有查找數據進入TCAM，則會出現(xiàn)圖1所示的誤匹配結果，從而導致查找錯誤。

現(xiàn)有技術中為解決上述問題，在查找數據一側添加一個FIFO(First Input First Output，先入先出隊列)，其方案示意圖如圖3所示，F(xiàn)IFO在CPU下發(fā)配置的時候等待兩個時鐘周期，保證將Value和Mask連續(xù)寫入TCAM，中間不會插入數據查找請求。但是在網絡芯片中，查找TCAM的ACL查找數據基本都是在640bit的寬度以上，如果流水線很長的話，那么該FIFO可能會很深，從而導致耗費大量資源，進而影響芯片的面積和價格。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的主要目的在于：提出一種降低TCAM因讀寫引起查找沖突的方法，解決TCAM查找誤匹配問題，同時減少芯片設計面積和降低芯片成本。

為實現(xiàn)前述目的，本發(fā)明公開了一種降低TCAM因讀寫引起查找沖突的方法，通過沖突解決模塊同步調節(jié)TCAM查找模塊發(fā)送查找數據的請求與CPU操作模塊下發(fā)配置請求的時序，具體包括：

CPU操作模塊在下發(fā)配置前向沖突解決模塊發(fā)送一CPU操作請求信號；

沖突解決模塊收到所述CPU操作請求信號后，向TCAM查找模塊發(fā)送一暫停請求信號；

TCAM查找模塊收到所述暫停請求信號后，連續(xù)兩個時鐘周期停止發(fā)送查找數據，同時向沖突解決模塊發(fā)送暫停響應信號；

沖突解決模塊收到所述暫停響應信號后，計數器開始計數，當計數值達到閾值后，沖突解決模塊向CPU操作模塊發(fā)送一允許CPU操作的響應信號，同時將所述計數器清零；

CPU操作模塊收到所述允許CPU操作的響應信號后，連續(xù)兩個時鐘周期對TCAM進行配置。

優(yōu)選地，所述計數的方式為每經過一個時鐘周期計數加1。

優(yōu)選地，所述連續(xù)兩個時鐘周期對TCAM進行配置的方式為：第一個時鐘周期將Value值寫入TCAM，第二個時鐘周期將Mask值寫入TCAM；或

第一個時鐘周期將Mask值寫入TCAM，第二個時鐘周期將Value值寫入TCAM。

優(yōu)選地，所述閾值根據查找數據的流水線延遲確定。

優(yōu)選地，所述閾值的具體值為t0+t1+t2+t3+t4+1，其中：

t0為TCAM查找模塊發(fā)送響應信號到停止發(fā)送數據的時間差；

t1為TCAM查找模塊發(fā)送數據到TCAM接收到查找數據的時間差；

t2為沖突解決模塊收到暫停響應信號到開始計數的時間差；

t3為沖突解決模塊計數達到閾值到發(fā)送允許CPU操作的響應信號給CPU操作模塊的時間差；

t4為CPU操作模塊接收允許操作信號到CPU下發(fā)配置到TCAM的時間差。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：本發(fā)明公開的一種降低TCAM因讀寫引起查找沖突的方法，解決了CPU對TCAM進行寫操作與TCAM查找的同步而引起沖突并且產生誤匹配的問題，且本發(fā)明實現(xiàn)簡單，所用資源較少，降低了芯片的設計成本和生產成本。

附圖說明

圖1是CPU配置TCAM引起查找數據誤匹配的示意圖；

圖2是芯片處理CPU配置和查找數據沖突產生誤匹配的示意圖；

圖3是現(xiàn)有技術中解決CPU配置和查找數據沖突產生誤匹配的方案示意圖；

圖4是與本發(fā)明一實施例提出的降低TCAM因寫操作引起查找沖突的方法示意圖；

圖5是與本發(fā)明一實施例提出的芯片處理CPU配置和查找數據的時序圖。

具體實施方式

鑒于現(xiàn)有技術中的不足，本案發(fā)明人經長期研究和大量實踐，得以提出本發(fā)明的技術方案。如下將對該技術方案、其實施過程及原理等作進一步的解釋說明。

為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明通過同步調節(jié)TCAM查找模塊送出查找數據的請求與CPU下發(fā)配置請求的時序來實現(xiàn)沖突解決，圖4是與本發(fā)明一實施例提出的降低TCAM因寫操作引起查找沖突的方法示意圖，如圖4所示，包括以下步驟：

①CPU操作模塊在下發(fā)配置前向沖突解決模塊發(fā)送一CPU操作請求信號；

②沖突解決模塊收到CPU的操作請求信號后，向TCAM查找模塊發(fā)送一暫停請求信號；

③TCAM查找模塊收到暫停請求信號后，連續(xù)兩個時鐘周期停止發(fā)送查找數據，同時向沖突解決模塊發(fā)送暫停響應信號；

④沖突解決模塊收到暫停響應信號后，計數器開始計數，每經過一個時鐘周期加1，當計數等于一個閾值后，沖突解決模塊向CPU操作模塊發(fā)送一允許CPU操作的響應信號，同時將計數器清零；

其中，閾值的具體值與查找數據的流水線延遲有關，其計算方式為：閾值＝t0+t1+t2-t3-t4+1；

t0為TCAM查找模塊發(fā)送響應信號到停止發(fā)送數據的時間差；

t1為TCAM查找模塊發(fā)送數據到TCAM接收到查找數據的時間差；

t2為沖突解決模塊收到暫停響應信號到開始計數的時間差；

t3為沖突解決模塊計數達到閾值到發(fā)送允許CPU操作的響應信號給CPU操作模塊的時間差；

t4為CPU操作模塊接收允許操作信號到CPU下發(fā)配置到TCAM的時間差。

⑤CPU操作模塊收到允許CPU操作的響應信號后，連續(xù)兩個時鐘周期對TCAM進行配置，即連續(xù)兩個周期將Value和Mask值寫入TCAM。

CPU對TCAM進行寫操作的兩個時鐘周期內，也正是TCAM未收到查找數據，暫停數據查找操作的空閑時期，從而解決了因讀寫引起的查找沖突并避免了誤匹配情況發(fā)生。其中，Value和Mask值寫入TCAM的先后順序任意。

下面通過一組時序圖對本發(fā)明實施例所提出的方案作更進一步闡述，圖5是與本發(fā)明一實施例提出的芯片處理CPU配置和查找數據的時序圖，為了方便說明，省略或簡化了部分模塊的流水線延遲，其中t0＝0，t1＝0，t2＝4，t3＝1，t4＝0，則計數器的閾值等于4。各操作對應的時鐘周期如圖5所示：

在時鐘周期1中，CPU發(fā)送一個請求信號給沖突解決模塊，沖突解決模塊在時鐘周期2發(fā)送暫停請求信號給TCAM查找模塊；

TCAM查找模塊在時鐘周期6發(fā)送暫停響應信號給沖突解決模塊，同時連續(xù)兩個時鐘周期停止發(fā)送查找數據(對應t0＝0)；

在時鐘周期6，沖突解決模塊收到暫停響應信號后，計數器開始計數(對應t1＝0)；

在時鐘周期9，沖突解決模塊的計數等于閾值4后，在時鐘周期10發(fā)送允許CPU操作的響應信號給CPU操作模塊(對應t3＝1)；

在時鐘周期10、11，CPU操作模塊連續(xù)兩個時鐘周期對TCAM進行寫操作(對應t4＝0)，并且在該連續(xù)兩個時鐘周期，TCAM沒有接收到查找數據(對應t2＝4)；

TCAM在時鐘周期5，6，8，9，12以及13進行正常的查找操作，而在時鐘周期10，CPU將Value值寫入到TCAM，在時鐘周期11，CPU將Mask值寫入到TCAM。

通過上述實施例的時序圖可見，本發(fā)明技術方案通過調節(jié)TCAM查找請求與CPU下發(fā)配置請求的時序，可有效地解決CPU對TCAM進行寫操作與TCAM查找的同步操作而引起沖突并且產生誤匹配的問題。并且本發(fā)明實現(xiàn)簡單，僅使用少量資源即可解決相應的技術問題，相對于現(xiàn)有技術，降低了芯片的設計成本和生產成本。

應當理解，上述實施例僅為說明本發(fā)明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人士能夠了解本發(fā)明的內容并據以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡根據本發(fā)明精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。