A Study on the Design of Content Addressable and Reentrant Memory(CARM)

Content Addressable and Reentrant Memory (CARM)의 설계에 관한 연구

In this paper, 16word X 8bit Content Addressable and Reentrant Memory(CARM) is described. This device has 4 operation modes(read, write, match, reentrant). The read and write operation of CARM is like that of static RAM, CARM has the reentrant mode operation where the on chip garbage collection is accomplished conditionally. Thus function can be used for high speed matching unit of dynamic data flow computer. And CARM also can encode matching address sequentially according to therir priority. CARM consists of 8 blocks(CAM cell, Sequential Address Encoder(S.A.E). Reentrant operation. Read/Write control circuit, Data/Mask Register, Sense Amplifier, Encoder. Decoder). Designed DARM can be used in data flow computer, pattern, inspection, table look-up, image processing. The simulation is performed using the QUICKSIM logic simulator and Pspice circuit simulator. Having hierarchical structure, the layout was done using the 3{\;}\mu\textrm{m} n well CMOS technology of the ETRI design rule.

본 논문에서는 16위도 X 8비트 Content Addressable and Reentrant Memory(CARM)를 설계하였다. CARM은 읽기, 저장, 매칭, 리엔트린트(Reentrant)의 4가지 동작 모드를 수행한다. CARM의 읽기와 저장 동작은 기존의 스태틱 RAM과 같다.CARM은 집 장에서 레영역 회수(Garbate collection)를 조건적으로 수행할 수 있는 리엔트런트 동작을 가지고 있다. 이러한 기능은 다이내믹 데이타 플로우 컴퓨터의 고속 매칭 유닛에 사용될 수 있다. CARM은 또한 매칭어드레스를 그들의 우선권에 따라 순차적으로 인코딩을 할 수 있는 기능을 가지고 있다. 이러한 CARM은 전체적으로 메모리 셀, 순차적 어드레스 인코더(Sequential Address Encoer, S.A.E), 리엔트런트 동작, 읽기/저장 제어, 데이타/마스크 레지스터, 감지 증폭기, 인코더, 디코더 등의 8개의 블럭으로 구성된다.CARM은 데이타 플로우 컴퓨터, 패턴 인식,테이블 룩업(Table look-up), 영상처리 등에 응용될 수 있을 것이다. 설계된 회로에 대해 각 동작별로 Apollo 워크스테이션의 QUICKSIM을 이용하여 논리 시물레이션을 하였고, 각 블럭별 회로의 SPICE 시뮬레이션을 하였다. 시뮬레이션결과 액세스 타임은 26ns였고, 매치 동작을 수행하는 데에는 4lns의 자연시간이 소요됐다. 결체 레이아웃은 3{\;}\mu\textrm{m} n well CMOS 공정에 따른 설계 규칙을 이용하여 수행하였다.