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低功耗内容寻址存储器的设计

微电子学 2013年第4期43卷 504-507页

作者：王多胡焰胜徐晓斌陆锋江南大学物联网工程学院江苏无锡214122 中国电子科技集团公司第58研究所江苏无锡214072

分析了传统内容寻址存储器(CAM)结构,提出其功耗模型。根据功耗模型,设计了一种适用于以太网MAC地址识别的新型低功耗CAM单元结构及其预充电路。基于SMIC 0.18μm/1.8V工艺库,利用HSPICE平台对电路进行仿真,仿真频率为100MHz。结果表明... 详细信息

分析了传统内容寻址存储器(CAM)结构,提出其功耗模型。根据功耗模型,设计了一种适用于以太网MAC地址识别的新型低功耗CAM单元结构及其预充电路。基于SMIC 0.18μm/1.8V工艺库,利用HSPICE平台对电路进行仿真,仿真频率为100MHz。结果表明,64×64的新型CAM阵列平均查找时间为0.8955ns,写入功耗和查找功耗分别为22.61μW/b和4.186μW/b,仅为传统CAM结构的12.58%和37.9%。

关键词：内容寻址存储器以太网介质访问控制

三进制内容寻址存储器(CAM)可发送线缆速度数据包,最高可达40千兆位/秒

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今日电子 2000年第8期 45-45页

SiberCAM Ultra-2M Packetforwarding引擎基于三进制的内容寻址存储器(T-CAM)结构,每秒可处理1亿次多层、多协议的查找表操作。它支持OC-768(40千兆位/秒)、OC-192(10千兆位/秒)和OC-48(2.4千兆位/秒)的传输系统。

关键词：内容寻址存储器三进制数据包 CAM 线缆

存算一体电路与跨层次协同设计优化:从SRAM到铁电晶体管

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中国科学：信息科学 2022年第4期52卷 612-638页

作者：尹勋钊岳金山黄庆荣李超蔡嘉豪杨泽禹卓成刘明浙江大学信息与电子工程学院杭州310012 中国科学院微电子研究所北京100029

人工智能与物联网时代,大数据模型驱动的应用场景和计算任务层出不穷,极大促进了国家数字化发展.然而,传统冯·诺依曼(John von Neumann)体系架构的硬件系统由于存算分离的结构特点导致存储墙瓶颈,在数据密集型应用中消耗了大量的数据... 详细信息

人工智能与物联网时代,大数据模型驱动的应用场景和计算任务层出不穷,极大促进了国家数字化发展.然而,传统冯·诺依曼(John von Neumann)体系架构的硬件系统由于存算分离的结构特点导致存储墙瓶颈,在数据密集型应用中消耗了大量的数据搬运成本,抑制了能效性能提升.存算一体技术是后摩尔(Moore)时代背离传统架构系统的新型计算范式,利用存储单元器件、电路内在特性,将基本的计算逻辑任务融入存储单元之中,从而消除数据搬运开销,有望实现智能计算硬件平台能效性能的显著提升.本文以契合存算一体技术的存储器件电路为切入点,概述基于传统互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor,CMOS)和新型非易失存储器件代表铁电晶体管的存算一体电路,并从器件、架构芯片、算法应用等层次讨论存算一体电路的跨层次协同设计优化方法.

关键词：存内计算静态随机访问存储器铁电晶体管交叉阵列内容寻址存储器

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基于预测缓存的低功耗TLB快速访问机制

计算机应用研究 2011年第8期28卷 2964-2966,2996页

作者：武淑丽孟建熠王荣华严晓浪葛海通浙江大学超大规模集成电路设计研究所杭州310027

基于存储器访问局部性原理,提出了一种基于预测缓存的低功耗转换旁置缓冲器(TLB)快速访问机制。该机制采用单端口静态随机存储器(SRAM)代替传统的内容寻址存储器(CAM)结构,通过匹配搜索实现全相连TLB的快速访问,在两级TLB之间设计可配... 详细信息

基于存储器访问局部性原理,提出了一种基于预测缓存的低功耗转换旁置缓冲器(TLB)快速访问机制。该机制采用单端口静态随机存储器(SRAM)代替传统的内容寻址存储器(CAM)结构,通过匹配搜索实现全相连TLB的快速访问,在两级TLB之间设计可配置的访问预测缓存,用于动态预测第二级TLB访问顺序,减少第二级TLB搜索匹配的延时,并有效降低第二级TLB访问功耗。采用该机制明显降低了TLB的缺失代价,当第一级TLB缺失时访问第二级TLB的平均访问延时接近1个时钟周期,约为原有平均访问延时的20%,增加的面积开销仅为原内存管理单元的1.81%左右,具有低成本、低功耗的特征。

关键词：内存管理单元两级转换旁置缓冲器内容寻址存储器静态随机存储器预测缓存快速访问低功耗

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播存网格中基于UCL的硬件过滤系统

计算机工程 2010年第9期36卷 100-102页

作者：孙玉博马建国朱敏西南科技大学信息工程学院绵阳621010

针对播存网格,对节目进行统一内容定位(UCL)标引,将UCL信息封装进IP包,形成用于传输的广播IP(BIP)包。设计一种基于UCL的BIP包硬件过滤系统。模拟广播网的数据传输过程,在源端对节目进行UCL标引得到BIP包,以太网终端通过现场可编程门阵... 详细信息

针对播存网格,对节目进行统一内容定位(UCL)标引,将UCL信息封装进IP包,形成用于传输的广播IP(BIP)包。设计一种基于UCL的BIP包硬件过滤系统。模拟广播网的数据传输过程,在源端对节目进行UCL标引得到BIP包,以太网终端通过现场可编程门阵列在数据链路层对BIP包进行解析和过滤,并将结果交付用户存储。实验结果验证了该系统的有效性。

关键词：播存网格统一内容定位硬件过滤内容寻址存储器

分段存储的CAM+SRAM高速IPv6路由查找方案

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计算机工程与应用 2004年第35期40卷 170-172页

作者：曹智张国杰张兴明信息工程大学信息工程学院郑州450002

为了提高路由查找的速度,路由器的转发单元目前大多采用基于CAM的硬件解决方案。论文针对IPv6路由器的特性,设计并实现了一种分段存储的“CAM+SRAM”高速路由查找机制,有效地解决了单块CAM容量不足、无法满足地址位较宽的IPv6分组路由... 详细信息

为了提高路由查找的速度,路由器的转发单元目前大多采用基于CAM的硬件解决方案。论文针对IPv6路由器的特性,设计并实现了一种分段存储的“CAM+SRAM”高速路由查找机制,有效地解决了单块CAM容量不足、无法满足地址位较宽的IPv6分组路由查找的缺点。该方案已经用于国家“863”重点项目“IPv6路由器”中,取得了良好的效果。

关键词：现场可编程门阵列内容寻址存储器路由查找静态存储器

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基于布隆过滤器的精确匹配算法设计与实现

计算机科学 2015年第S1期42卷 429-434页

作者：王鹏超杜慧敏曹广界杜琴琴丁家隆西安邮电大学电子工程学院西安710061

针对布隆过滤器技术存在将不属于该集合的某元素误判为属于该数据集合(假阳性)和元素删除困难的问题,提出了CAM(内容可寻址存储器)来进行二级匹配。与直接将字符串存储在CAM的单级匹配模式不同,提出将布隆过滤器的k个哈希值存入CAM,从... 详细信息

针对布隆过滤器技术存在将不属于该集合的某元素误判为属于该数据集合(假阳性)和元素删除困难的问题,提出了CAM(内容可寻址存储器)来进行二级匹配。与直接将字符串存储在CAM的单级匹配模式不同,提出将布隆过滤器的k个哈希值存入CAM,从而判断某元素是否真正属于这个集合,从而达到精确匹配,且易于删除元素。对算法在Snort2.9规则库下的分析结果表明,相较于单级CAM查找,所设计的两级匹配模式在假阳率为0.01时,系统的资源占用减少5倍以上;本算法功耗降低10倍以上,能够减轻系统的负载,提高系统性能,适用于高速网络中字符串的检测。

关键词：布隆过滤器内容寻址存储器字符串匹配哈希函数网络安全

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基于SOC的嵌入式存储器故障修复策略

半导体技术 2006年第4期31卷 260-263页

作者：陈国斌浙江大学信息与电子工程系杭州310027

随着SOC芯片故障概率的增加,嵌入式存储器的修复变得越来越重要。介绍了嵌入式存储器修复技术的基本原理,分析了现行各种修复策略,并指出了各自的优缺点,讨论了其发展方向。

关键词：内建存储器自修复故障单元内容寻址存储器

针对有限TCAM的SDN网络灵活局部路由故障恢复

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现代电子技术 2018年第8期41卷 13-16页

作者：孙宇梁毅娟广西大学计算机与电子信息学院广西南宁530004 广西电力职业技术学院电子与信息工程系广西南宁530007

在软件定义网络中,使用大量的备份路径的转发规则会频繁地在交换机上进行数据流驱动,会增加带宽需求和处理延迟。对此,开发一组问题优化模型,可最小化备份路径所需的额外规则和带宽数量。由于该问题的计算复杂性,设计两个启发式算法计... 详细信息

在软件定义网络中,使用大量的备份路径的转发规则会频繁地在交换机上进行数据流驱动,会增加带宽需求和处理延迟。对此,开发一组问题优化模型,可最小化备份路径所需的额外规则和带宽数量。由于该问题的计算复杂性,设计两个启发式算法计算备份路径:前向局部路由(FLR)和后向局部路由(BLR),从而提高TCAM和带宽的使用效率,并基于网络状态采用FLR和BLR设计了灵活自适应故障恢复框架。最后,通过在Internet 2网络拓扑上的仿真实验,显示所提算法在故障数据的抑制上要优于选取的对比算法,验证了算法性能优势。

关键词：软件定义网络局部路由内容寻址存储器交换机备份路径故障恢复