数据查询方法、控制器和处理器与流程

本申请涉及数据处理，尤其涉及一种数据查询方法、控制器和处理器。

背景技术：

1、现场可编程逻辑门阵列(field programmable gate array，fpga)中存在一些内部存储块，用以存储数据。随着数字信息化发展，对存储容量的需求逐渐增加，然而，fpga中主流的内部存储块随机存取存储器(random access memory，ram)，由于使用顺序搜索，在数据量较大时，ram会导致查询数据时出现明显的延迟。

2、目前，通常使用内容寻址存储器(content-addressable memory，cam)代替ram，其查询速度相对于ram具有较大的提升。

3、然而，cam的容量较低，为了综合cam与ram的优缺点，通常采用高速缓冲存储器(cache)平衡性能和资源，但使用在cam与ram中常用的数据查询方法对cache进行数据查询的效率并不理想。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提供一种数据查询方法、控制器和处理器，以解决传统方案的数据查询方法进行数据查询的效率不理想的技术问题。

2、本申请第一方面提供一种数据查询方法，应用于内容寻址存储器的控制器，包括：通过预先设定的编码算法将查询数据转换为第一长度的第一编码结果；根据预先设定的编码提取规则，提取所述第一编码结果中至少部分连续的编码作为第一元地址信息；根据预先设定的补位规则，在所述第一元地址信息中添加补位数据，获得第一地址信息，其中，所述第一地址信息的长度为第二长度，所述第二长度大于所述第一长度；查询所述内容寻址存储器中由所述第一地址信息标识的存储空间是否存储有数据；如果所述第一地址信息标识的存储空间存储有数据，则根据所述补位规则对所述第一地址信息中的补位数据进行更新，获得至少一个第二地址信息；根据所述第一地址信息和所述第二地址信息，确定所述内容寻址存储器中存储所述查询数据的存储空间的目标地址信息。

3、可选地，所述根据所述补位规则对所述第一地址信息中的补位数据进行更新，获得至少一个第二地址信息的过程还可以包括：根据所述补位规则对所述第一地址信息中的补位数据进行更新，获得第1个第二地址信息，其中，所述第1个第二地址信息中的补位数据与所述第一地址信息中的补位数据不同；设置i＝1；查询第i个第二地址信息标识的存储空间是否存储有数据；若所述第i个第二地址信息标识的存储空间未存储数据，则获得第i个第二地址信息；若所述第i个第二地址信息标识的存储空间存储有数据，则根据所述补位规则对第一地址信息中的补位数据进行更新，获得第i+1个第二地址信息，并使i＝i+1后执行所述查询所述第i个第二地址信息标识的存储空间是否存储有数据，其中，所述第i+1个第二地址信息中的补位数据与已获得的i个第二地址信息及第一地址信息中的补位数据均不相同。

4、可选地，所述根据所述第一地址信息和所述第二地址信息，确定所述内容寻址存储器中存储所述查询数据的存储空间的目标地址信息的过程还可以包括：查询所述第一地址信息和所述第二地址信息标识的存储空间，将所标识存储空间存储有所述查询数据的所述第一地址信息或所述第二地址信息确定为目标地址信息。

5、可选地，所述通过预先设定的编码算法将查询数据转换为第一长度的第一编码结果的过程还可以包括：通过循环冗余校验算法将查询数据转换成长度为32位的第一编码结果。

6、可选地，所述提取所述第一编码结果中至少部分连续的编码作为第一元地址信息的过程还可以包括：提取所述第一编码结果中处于高位或低位的连续12位编码作为第一元地址信息。

7、可选地，数据查询的过程还可以包括：如果所述第一地址信息标识的存储空间未存储数据，则返回查询失败信息，其中，所述查询失败信息指示所述内容寻址存储器中未存储所述查询数据。

8、可选地，数据查询的过程还可以包括：将所述内容寻址存储器清空；通过所述编码算法将待写入数据转换为所述第一长度的第二编码结果；根据所述编码提取规则，提取所述第二编码结果中至少部分连续的编码作为第二元地址信息；根据所述补位规则，在所述第二元地址信息中添加补位数据，获得第三地址信息，其中，所述第三地址信息的长度为所述第二长度；查询所述内容寻址存储器中由所述第三地址信息标识的存储空间是否存储有数据；如果所述第三地址信息标识的存储空间存储有数据，则根据所述补位规则对所述第三地址信息中的补位数据进行更新，获得所标识存储空间未存储数据的第四地址信息；将所述待写入数据写入所述第四地址信息所标识的存储空间。

9、可选地，所述根据所述补位规则对所述第三地址信息中的补位数据进行更新，获得所标识存储空间未存储数据的第四地址信息的过程还可以包括：根据所述补位规则对第三地址信息中的补位数据进行更新，获得备选地址信息，其中，所述备选地址信息中的补位数据与所述第三地址信息中的补位数据不同；查询所述备选地址信息标识的存储空间是否存储有数据；若所述备选地址信息标识的存储空间未存储数据，则将所述备选地址信息确定为所述第四地址信息；若所述备选地址信息标识的存储空间存储有数据，则重新根据所述补位规则对第三地址信息中的补位数据进行更新，直至获取到所标识存储空间未存储数据的备选地址信息。

10、本申请第二方面提供一种控制器，应用于内容寻址存储器，包括：转换模块，用于通过预先设定的编码算法将查询数据转换为第一长度的第一编码结果；提取模块，用于根据预先设定的编码提取规则，提取所述第一编码结果中至少部分连续的编码作为第一元地址信息；补位模块，用于根据预先设定的补位规则，在所述第一元地址信息中添加补位数据，获得第一地址信息，其中，所述第一地址信息的长度为第二长度，所述第二长度大于所述第一长度；查询模块，用于查询所述内容寻址存储器中由所述第一地址信息标识的存储空间是否存储有数据，如果所述第一地址信息标识的存储空间存储有数据，则根据所述补位规则对所述第一地址信息中的补位数据进行更新，获得至少一个第二地址信息；确定模块，用于根据所述第一地址信息和所述第二地址信息，确定所述内容寻址存储器中存储所述查询数据的存储空间的目标地址信息。

11、根据本申请实施例的第三方面，提供了一种处理器，包括：内容寻址存储器、控制器和处理单元；所述处理单元，用于向所述控制器发送查询数据；所述控制器，用于执行如第一方面所述的方法，查询所述内容寻址存储器中存储所述查询数据的存储空间的目标地址信息，并将所述目标地址信息发送给所述处理单元。

12、本申请通过预先设定的编码算法对查询数据进行转换，能够降低查询的数据长度，同时通过补位规则获得第一地址信息和第二地址信息，进一步进行数据比较的方式，相对于哈希查找法能够节省资源，同时相对于顺序查找法，由于只需要查询第一地址信息和第二地址信息标识的存储空间，因此具有更高的查询效率。

技术特征：

1.一种数据查询方法，应用于内容寻址存储器的控制器，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述补位规则对所述第一地址信息中的补位数据进行更新，获得至少一个第二地址信息，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一地址信息和所述第二地址信息，确定所述内容寻址存储器中存储所述查询数据的存储空间的目标地址信息，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过预先设定的编码算法将查询数据转换为第一长度的第一编码结果，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述提取所述第一编码结果中至少部分连续的编码作为第一元地址信息，包括：

6.根据权利要求1-5中任一所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述补位规则对所述第三地址信息中的补位数据进行更新，获得所标识存储空间未存储数据的第四地址信息，包括：

9.一种控制器，应用于内容寻址存储器，其特征在于，包括：

10.一种处理器，其特征在于，包括：内容寻址存储器、控制器和处理单元；

技术总结
本申请公开一种数据查询方法、控制器和处理器，该方法应用于内容寻址存储器的控制器，包括：通过预先设定的编码算法、编码提取规则和补位规则，执行一系列操作，根据查询数据获得第一地址信息，之后查询内容寻址存储器中由第一地址信息标识的存储空间是否存储有数据，如果第一地址信息标识的存储空间存储有数据，则根据补位规则对第一地址信息中的补位数据进行更新，获得至少一个第二地址信息，最后根据第一地址信息和第二地址信息，确定内容寻址存储器中存储查询数据的存储空间的目标地址信息。本申请通过相对于哈希查找法能够节省资源，同时相对于顺序查找法，由于只需查询第一地址信息和第二地址信息标识的存储空间，因此有更高的查询效率。

技术研发人员：金春,竺扬明
受保护的技术使用者：中科驭数（北京）科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19