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JSSC 2011第2期Memory65nm

A 65 nm 0165 fJBitSearch 256 144 TCAM Macro Design for IPv6 Lookup Tables

一种用于IPv6查找表的65纳米低能耗TCAM宏设计
65nm CMOS, 0.165fJ/bit/search
TCAMIPv6低能耗功率门控查找表
创新点1:蝶形匹配线方案(方法创新) - 该方案通过优化匹配线的布局和连接方式,显著减少了搜索时间和功耗。具体来说,蝶形结构减少了匹配线的长度和电容负载,从而提高了搜索速度并降低了动态功耗。
创新点2:层次搜索线方案(系统创新) - 该方案通过分层管理搜索线,减少了搜索过程中的信号传输延迟和功耗。层次结构使得搜索线在局部范围内进行快速匹配,减少了全局搜索线的负载,从而提高了整体系统的能效。
创新点3:基于XOR的条件保持器(电路创新) - 该电路通过使用XOR门和条件保持器,提高了匹配线的噪声容限,同时减少了搜索时间和功耗。XOR门的设计使得匹配线在低功耗模式下仍能保持稳定的信号,从而提高了电路的可靠性和能效。
创新点4:超级截止和多模式数据保留电源门控技术(电路创新) - 这两种电源门控技术有效减少了TCAM在高级技术节点下的漏电功耗。超级截止技术通过深度截止晶体管来最小化漏电流,而多模式数据保留技术则在不同工作模式下动态调整电源门控策略,进一步优化了功耗管理。实验结果表明,漏电功耗减少了19.3%。
Abstract
ct—Ternary content addressable memory (TCAM) is extensively adopted in network systems. As routing tables become larger , energy consumption and leakage current be- come increasingly important issues in the design of TCAM in nano-scale technologies. This work presents a novel 65 nm en- ergy-efficient TCAM macro design for IPv6 applications. The proposed TCAM employs the concept of architecture and circuit co-design. To achieve an energy-efficient TCAM architecture, a butterfly match-line scheme and