瑞萨发布可改善软错误免疫性的CAM技术

瑞萨科技公司(Renesas Technology)日前发布了一种新技术,可以极大地改善用于网络和通信设备,以及类似产品的内容可定址存储器(CAM)器件的软错误免疫性。这项新技术可满足软错误对策,尤其是由整个业界向更精细的半导体制造工艺节点转移的趋势所推动的高可靠性系统的重要市场需求。瑞萨的工程师已于9月20日在2005年IEEE定制集成电路会议(CICC)上提交的论文中宣布这一高可靠性CAM技术的细节。

通过数据证实,一个整合了该技术并采用130纳米CMOS工艺制作的144kbit三态(TCAM)测试芯片与没有软错误免疫性的芯片相比,采用这种技术在软错误免疫性方面的表现改善了大约六位数。新的TCAM技术在可靠性方面实现了显着的改善,而且并没有牺牲搜索和路由时间。

在开发这项新技术时,瑞萨的工程师们需要使用错误检测和更正(ECC)电路。然而,为了达到这个目的,他们必须克服ECC是建立在读操作基础上,而且CAM中的大多数操作都是搜索,读操作只是偶有发生这些难题。此外,工程师们不能使用增加噪声免疫性的传统方法——增加存储节点的电容器容量和积累电荷,因为当结构工艺变得更精细时,CAM单元中存储节点的电容器容量和积累负载将下降。

为了显着地改善软错误免疫性,该技术使用了三个主要元件:将嵌入式DRAM与ECC集成在一起组成CAM器件,当CAM执行搜索操作时,DRAM部分周期性地出现刷新操作,在每个刷新周期中,ECC更正从CAM部分拷贝来的软错误引起的错误DRAM数据,后来的数据就会将DRAM改写为不包含软错误的CAM,使存储在该器件CAM部分的数据实现了高度的可靠性；提供一个在搜索期间有效地测量CAM软错误率的测试电路,它对排列在一个列中的CAM单元执行大量多位测试,迅速和有效地检测是否在该器件的CAM部分中存在由于软错误引起的错误的位数据；增加了自动化CAM数据维护操作,避免了停止搜索操作去执行增加或删除存储在CAM里的数据,然后对相关的数据进行重新编排等例行程序所需的功能。新技术可在芯片的DRAM部分执行必须的数据维护操作,然后迅速将维护结果传回到CAM中。