【摘要】： 三態(tài)可按內(nèi)容尋址存儲(chǔ)器(TCAM)是一種特殊的存儲(chǔ)器,它不僅可以像傳統(tǒng)存儲(chǔ)器一樣讀、寫,還可以進(jìn)行高速的數(shù)據(jù)搜索,因而被廣泛地用作CPU里的Cache、TLB和路由器里的IP地址前綴查找表等。然而隨著越來越多的電子器件被應(yīng)用到輻射環(huán)境和集成電路制造工藝尺寸的減小,TCAM越來越容易發(fā)生軟錯(cuò)誤。因此研究TCAM的抗軟錯(cuò)誤加固技術(shù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 鑒于TCAM不能像其它常規(guī)存儲(chǔ)器一樣直接用ECC電路來提高抗軟錯(cuò)誤能力,本文采用了一種針對(duì)TCAM的抗軟錯(cuò)誤加固結(jié)構(gòu)。加固后的TCAM主要由加固前的TCAM、嵌入式DRAM和ECC電路組成,利用嵌入式DRAM周期性刷新的特性不斷對(duì)TCAM相應(yīng)存儲(chǔ)陣列中的數(shù)據(jù)進(jìn)行重寫或糾錯(cuò),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)TCAM的抗軟錯(cuò)誤加固。 本文首先設(shè)計(jì)了一個(gè)規(guī)模為64×144bits的常規(guī)TCAM、一個(gè)規(guī)模為64×152bits的嵌入式DRAM和相應(yīng)的漢明碼編、解碼電路,并用仿真工具Nanosim分別對(duì)它們進(jìn)行了仿真優(yōu)化。然后根據(jù)本文所采用的加固電路結(jié)構(gòu)將這三部分電路用選通器和數(shù)據(jù)寄存器有機(jī)組合到一起,構(gòu)成一個(gè)規(guī)模為64×144bits的抗軟錯(cuò)誤TCAM。最后對(duì)加固后電路的常規(guī)TCAM和ECC電路部分進(jìn)行了版圖設(shè)計(jì)和驗(yàn)證。 對(duì)加固后TCAM的隨機(jī)故障仿真表明:與加固前相比,加固后TCAM的寫數(shù)據(jù)操作和搜索操作的速度性能基本沒受影響,平均功耗增加了30.7%,芯片面積增加了約10.9%,但軟錯(cuò)誤率較加固前降低了兩個(gè)數(shù)量級(jí),加固效果顯著。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：TP333

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2601418