具有命中及多命中检测的混合动态-静态编码器的制造方法
【专利说明】具有命中及多命中检测的混合动态-静态编码器
[0001]根据35 U.S.C.§ 119规定的优先权主张
[0002]依据35 U.S.C.§ 119规定，本申请案主张2013年2月7日申请的名为“具有任选命中及/或多命中检测的混合动态-静态编码器(HYBRID DYNAMIC-STATIC ENCODER WITHOPT1NAL HIT AND/OR MULT1-HIT DETECT1N) ”的美国临时专利申请案第61/761，841 号的优先权，所述临时专利申请案的全文据此以引用方式并入本文中。
技术领域
[0003]本申请案大体上涉及一种具有任选命中及/或多命中检测的混合动态-静态编码器，且尤其涉及一种具有组合式动态及静态结构及逻辑设计的编码器，其可实质上缩减与其相关联的物理区域、电力消耗及泄漏，其中逻辑延迟实质上相似于或等效于完全动态解决方案。
【背景技术】
[0004]在可包含与便携式或移动电子装置相关联的嵌入式应用的各种应用中，处理器通常执行计算任务。与这些电子装置相关联的日益扩展特征集及增强的功能性通常需求计算越来越强大的处理器。举例来说，最现代处理器将近期经执行指令及近期所使用数据存储于使指令执行管道可易于存取以利用与大多数程序或应用程序相关联的空间及时间局部性性质的一或多个高速缓冲存储器中。详细地说，高速缓冲存储器通常是指高速(通常为芯片上)存储器结构，其包括存储数据的随机存取存储器(RAM)及/或存储对应于存储于RAM中的数据的地址的对应内容可寻址存储器(CAM)。
[0005]一般而言，CAM是指使能够相对快速地完成搜索操作的存储器单元阵列及关联比较电路系统。此能力允许搜索算法的搜索硬件实施方案，其相对于经软件实施搜索算法可提供较大速度。因而，CAM可用于需要较快速地存取更有可能由处理器存取的数据的各种应用程序(例如，高速缓冲存储器)中。举例来说，为了确定高速缓冲存储器是否存储特定数据字，可并行地搜索或以其它方式评估CAM阵列中的所有行以确定所述字的地址是否与存储于CAM中的任何地址匹配。更一般地，在任何合适CAM应用中，可搜索或以其它方式评估CAM阵列中的所有行以确定输入值是否与存储于所述CAM中的任何行中的值匹配。因此，CAM中的每一行可与指示与所述行相关联的搜索结果的相应匹配线相关联，其中与每一行相关联的匹配线可经断言以指示所述行与输入值匹配，或未经断言以指示所述行与输入值失配。
[0006]当读出对应于可搜索阵列结构(例如，CAM)中的与搜索关键字匹配的条目的索引时，与所述匹配条目相关联的地址通常可被编码，之后从可搜索阵列结构读取所述地址。此夕卜，多命中检测相似地需要编码与匹配条目相关联的地址，之后从可搜索阵列结构读取所述匹配地址以确保效率。然而，现有动态编码器实施方案倾向于需要针对阵列结构中的每一索引位需要单独动态网，此情形可造成编码器占据极大物理区域、消耗相当大电力且遭受归因于横越各种动态网需要许多下拉的相当大泄漏。尽管编码器电路系统可替代地使用静态逻辑予以实施，但静态实施方案倾向于需要额外逻辑深度以编码大数目个行，此情形可引起延迟损失。
[0007]因此，可需要一种用以处理与使用完全动态或完全静态解决方案的现有编码器设计相关联的这些及其它问题的改善型编码器设计。
【发明内容】
[0008]下文呈现本文所揭示的混合动态-静态编码器的一或多个实施例的简化概述，以便提供对这些实施例的基本理解。因而，此概述不应被认为所有所预期实施例的广泛综述，此概述也不意欲识别本文所描述的所有实施例的关键或决定性元件或描绘任何特定实施例的范围。因此，此概述的唯一目的为以简化形式呈现与关于本文所揭示的具有任选命中及/或多命中检测的混合动态-静态编码器的一或多个实施例有关的某些概念，而作为下文所呈现的更详细描述的序言。
[0009]根据各种实施例，本文所描述的混合动态-静态编码器可组合动态及静态设计结构及关联逻辑以实现实质上缩减的区域、电力消耗及泄漏，其中逻辑延迟大体上等效于完全动态解决方案。更特别地，与倾向于需要用于每一索引位的单独动态网(及用以支持多命中检测的用于每一索引位的额外动态网)的现有动态编码器实施方案或倾向于引入归因于编码大数目个行需要额外逻辑深度的延迟损失的静态编码器实施方案形成对比，本文所描述的混合动态-静态编码器可策略上分割动态网及逻辑以实质上消除编码器结构的冗余且由此缩减与其相关联的大小(或区域)、电力消耗及泄漏，而不会引入任何相当大逻辑延迟。举例来说，在具有经编码索引输出、命中检测输出及多命中检测输出的128条目阵列中，相比于完全动态编码器中的1024个动态下拉，本文所描述的混合动态-静态编码器可具有384个动态下拉(即，在与本文所描述的混合动态-静态编码器相关联的阵列中每条目3个动态下拉相对于完全动态编码器中每条目8个动态下拉)。因此，完全动态编码器可具有16个动态下拉列，而本文所描述的混合动态-静态编码器可具有仅3个动态下拉列。此外，单一行命中在完全动态编码器中将需要评估8个大动态网，而单一行命中在本文所描述的混合动态-静态编码器中仅需要评估3个动态网。
[0010]根据各种实施例，用于本文所描述的混合动态-静态编码器中的设计方法通常可应用于具有任何合适大小的阵列。然而，为了简化与用于本文所描述的混合动态-静态编码器中的设计方法相关联的描述，将使用128条目阵列以说明及解释与本文所描述的混合动态-静态编码器相关联的各种结构及逻辑特征。举例来说，可将用于具有任选命中及/或多命中检测的混合动态-静态编码器中的128条目阵列划分成恒等的顶部半部及底部半部，顶部半部及底部半部可接着经组合以产生最终经编码索引输出、命中输出及多命中输出。详细地说，每一编码器半部可将动态网用于每一索引位，其中适当行被加圆点以指示行何时与搜索关键字匹配，其中每一动态网可需要32个圆点。因而，当阵列中的特定行已被加圆点以指示所述行与搜索关键字匹配时，可评估与所述行相关联的动态网以反映与所述行相关联的7位索引。此外，每一索引位可具有对应多命中动态网，可横越阵列中的各种行将所述多命中动态网加圆点以反映对应索引位的反向。因而，如果发生多命中，那么一或多个索引位将使索引动态网及多命中动态网两者经评估以将所述多命中加旗标。此外，可提供使每一行加圆点的命中动态网，其中所述命中动态网可划分成两个动态网且随后合并以缩减加载。因此，本文所描述的混合动态-静态编码器可有利地充分利用横越各种索引动态网、命中动态网及多命中动态网的下拉结构的冗余，且使用逻辑以从一组缩减的较小动态网导出相同信息。
[0011]根据一个实施例，一种具有任选命中检测及/或多命中检测的混合动态-静态编码器可包括:阵列结构，其具有X个行，所述行分别被加圆点到横越一或多个装置活动区域(DAA)列而布置的多个动态网中的一或多者上。在一个实施例中，每一 DAA列可具有横越Y个动态网而布置的X个下拉。所述混合动态-静态编码器可进一步包括合并逻辑，所述合并逻辑经配置以组合产生于所述多个动态网中的输出信号且基于所述组合式输出信号而导出一或多个经编码索引信号，所述一或多个经编码索引信号指示是否所述阵列结构中的一或多个行与搜索关键字匹配。另外，在一个实施例中，所述合并逻辑可经进一步配置以基于所述组合式输出信号而导出命中信号及/或多命中信号，所述命中信号指示是否所述阵列结构中的至少一个行与所述搜索关键字匹配，所述多命中信号指示是否所述阵列结构中的多个行与所述搜索关键字匹配(例如，当至少一个经编码索引信号唯一地识别所述阵列结构中的与所述搜索关键字匹配的至少一个行时)。因此，所述混合动态-静态编码器可实质上消除横越索引动态网、命中动态网及/或多命中动态网的冗余下拉结构，以提供在实质上等效于完全动态编码器的逻辑延迟下的相对于所述完全动态编码器的相当大物理区域节省、电力消耗节省及泄漏电流节省。
[0012]根据一个实施例，一种用于检测可搜索阵列结构中的一或多个命中的方法可包括:接收搜索关键字；及使用所述所接收搜索关键字而搜索与具有任选命中检测及/或多命中检测的混合动态-静态编码器相关联的阵列结构。在一个实施例中，所述阵列结构可具有X个行，且所述混合动态-静态编码器可包含横越一或多个DAA列而布置的各种动态网，其中每一 DAA列可具有横越Y个动态网而布置的X个下拉。在一个实施例中，所述方法可进一步包括:基于产生于所述多个动态网中的组合式输出信号而导出一或多个经编码索引信号，所述一或多个经编码索引信号指示是否所述阵列结构中的一或多个行与所述搜索关键字匹配。另外，在一个实施例中，所述方法可进一步包括:基于所述组合式输出信号而导出命中信号及/或多命中信号，所述命中信号指示是否所述阵列结构中的至少一个行与所述搜索关键字匹配，所述多命中信号指示是否所述阵列结构中的多个行与所述搜索关键字匹配(例如，所述命中信号可在至少一个经编码索引信号唯一地识别所述阵列结构中的与所述搜索关键字匹配的至少一个行时指示至少一个行与所述搜索关键字匹配，且所述多命中信号可相似地在多个经编码索引信号唯一地识别所述阵列结构中的与所述搜索关键字匹配的多个相应行时指示多个行与所述搜索关键字匹配)。
[0013]根据一个实施例，一种设备可包括:用于接收搜索关键字的装置；及用于使用所述所接收搜索关键字而搜索与具有任选命中检测及/或多命中检测的混合动态-静态编码器相关联的阵列结构的装置。在一个实施例中，所述阵列结构可具有X个行，且所述混合动态-静态编码器可包含横越一或多个DAA列而布置的各种动态网，其中每一 DAA列可具有横越Y个动态网而布置的X个下拉。在一个实施例中，所述设备可进一步包括:用于基于产生于所述多个动态网中的组合式输出信号而导出一或多个经编码索引信号的装置，所述一或多个经编码索引信号指示是否所述阵列结构中的一或多个行与所述搜索关键字匹配。另夕卜，在一个实施例中，所述设备可进一步包括:用于基于所述组合式输出信号而导出命中信号及/或多命中信号的装置，所述命中信号指示是否所述阵列结构中的至少一个行与所述搜索关键字匹配，所述多命中信号指示是否所述阵列结构中的多个行与所述搜索关键字匹配(例如，所述命中信号可在所述经编码索引信号中的至少一者唯一地识别所述阵列结构中的与所述搜索关键字匹配的至少一个行时指示至少一个行与所述搜索关键字匹配，且所述多命中信号可在多个经编码索引信号唯一地识别所述阵列结构中的与所述搜索关键字匹配的多个行时指示多个行与所述搜索关键字匹配)。
[0014]根据一个实施例，一种计算机可读存储媒体可经记录有计算机可执行指令，其中在一或多个处理器上执行所述计算机可执行