基于布鲁姆过滤器算法和三态内容寻址存储器的高效范围匹配方法

来源：电子与信息学报杂志2016年第8期北京时间：

作者：戴紫彬, 刘航天

摘要：该文基于布鲁姆过滤器算法和三态内容寻址存储器(Ternary Content Addressable Memory, TCAM)技术提出一种高效范围匹配方法，解决了目前TCAM范围匹配方案存在的存储利用率低、功耗大的问题。设计基于最长共同前缀的分段匹配算法(Segmented Match on Longest Common Prefix, SMLCP)将范围匹配拆分为前缀匹配和特征区间比对两步，TCAM空间利用率达到100%。根据SMLCP算法设计了BF-TCAM模型，使用布鲁姆过滤器对关键字过滤，屏蔽无关项参与比较，大幅降低功耗。使用流水线缩短关键路径长度，使查找操作在一个时钟周期内完成。研究结果表明，所提方法实现了零范围扩张，工作功耗较传统TCAM降低50%以上。

关键词：范围匹配, 布鲁姆过滤器, 三态内容寻址存储器, 零范围扩张, 低功耗