孙 岩，黎铁军，王发源，张民选

（国防科学技术大学计算机学院，湖南 长沙 410073）

1 引言

相联存储器CAM（Content Addressable Memory）可对输入的待比较数据与所存储的数据进行全并行的比较。由于它速度很快，广泛应用于需要高速全相联的局部数据搜索应用中［1］。在微处理器中，地址转换缓冲器和一些高速Cache就是由CAM和SRAM组成CAM－RAM结构，通过对输入的地址和CAM中存储的内容进行比较来命中SRAM中相应的项，从而得到需要访问的数据［2］。CAM－RAM结构具有高速度和低功耗的特性，因此是一种常用且重要的部件。

作为存储部件的一种，CAM对软错误非常敏感。当集成电路的特征尺寸减小到纳米级，CAM因软错误引起的可靠性问题变得更加严峻［3］。与随机访问存储器不同，CAM无法使用错误保护码来纠正软错误。CAM一般处于存储部件的关键路径上，开销较大的保护技术会严重影响系统性能。因此，针对CAM研究开销小、结构简单的软错误缓解技术具有重要的意义。

2 容软错误CAM结构

CAM对输入的搜索字进行比较，一般没有读操作，因此不能直接在CAM上用编码的方法检测软错误。然而，在CAM－RAM结构中，CAM中存储地址，RAM中存储数据，这为CAM使用错误编码提供了可能。有研究［4］在CAM－RAM结构的RAM阵列中增加一列存储单元，用于储存对应CAM项的校验位，如图1所示。

Figure 1 Structure of soft error tolerance CAM图1 容软错误CAM结构

当输入搜索字与CAM中的一项匹配时，该CAM项的校验位将会随着相对应的RAM项读出，与此同时搜索字的校验位也被计算出来。接着两个校验位进行比较，如果结果相同，说明该匹配正确，为真匹配，反之为假匹配。……