ТРОИЧНАЯ САМ НА ОСНОВЕ ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ МАГНИТНОЙ ПАМЯТИ С ПРОИЗВОЛЬНЫМ ДОСТУПОМ

1. Ячейка троичной ассоциативной памяти на основе самоотносимой магнитной памяти с произвольным доступом (TCAM на основе MRAM), содержащая:
первый и второй магнитный туннельный переход, при этом каждый магнитный туннельный переход содержит поисковый слой, имеющий намагниченность поиска, которую можно свободно изменять, запоминающий слой, имеющий намагниченность запоминания, которую можно переключать с первого стабильного направления на второе стабильное направление, когда магнитный туннельный переход достиг высокого температурного порога, и туннельный барьерный слой между поисковым и запоминающим слоями;
первую проводящую шину, электрически связанную с одним концом первого магнитного туннельного перехода;
вторую проводящую шину, электрически связанную с одним концом второго магнитного туннельного перехода;
проводящую линию, электрически связанную с другим концом первого и второго магнитных туннельных переходов так, что два магнитных туннельных перехода подключены последовательно;
первую линию тока для пропускания первого тока поля, генерирующего первое магнитное поле для записи первых данных записи в первый магнитный туннельный переход; и
вторую линию тока для пропускания тока записи независимо от пропускания первого тока поля в первой линии тока для записи вторых данных записи во второй магнитный туннельный переход выборочно относительно записи первых данных записи так, что в ячейку TCAM на основе MRAM можно записать три разных логических состояния ячейки.
2. Ячейка CAM на основе MRAM по п. 1, в которой ток записи содержит второй ток поля, генерирующий второе магнитное поле.
3. Ячейка CAM на основе MRAM по п. 2, в которой ток записи дополнительно содержит ток нагрева, и при этом ячейка выполнена с возможностью пропускания тока нагрева в двух магнитных туннельных переходах через проводящую линию, первую шину и вторую шину так, что два магнитных туннельных перехода можно одновременно нагреть до высокого температурного порога.
4. Ячейка CAM на основе MRAM по п 1, в которой ток записи содержит ток нагрева, и в которой вторая линия тока электрически соединена с проводящей линией так, что ток нагрева может выборочно проходить в каждом из двух магнитных туннельных переходов через участок проводящей линии и вторую линию тока так, что каждый из двух магнитных туннельных переходов можно нагревать выборочно.
5. Ячейка CAM на основе MRAM по п. 4, в которой ток записи дополнительно содержит второй ток поля и при этом ячейка выполнена с возможностью пропускания второго тока поля в первой линии тока.
6. Магнитное запоминающее устройство, содержащее множество ячеек TCAM на основе MRAM, при этом каждая ячейка TCAM на основе MRAM содержит первый и второй магнитный туннельный переход, каждый из которых содержит поисковый слой, имеющий намагниченность поиска, которую можно свободно изменять, запоминающий слой, имеющий намагниченность запоминания, которую можно переключать с первого стабильного направления на второе стабильное направление, когда магнитный туннельный переход достиг высокого температурного порога; и туннельный барьерный слой между поисковым и запоминающим слоями; первую проводящую шину, электрически связанную с одним концом первого магнитного туннельного перехода; вторую проводящую шину, электрически связанную с одним концом второго магнитного туннельного перехода; проводящую линию, электрически связанную с другим концом первого и второго магнитных туннельных переходов так, что два магнитных туннельных перехода подключены последовательно; первую линию тока для пропускания первого тока поля, генерирующего первое магнитное поле для записи первых данных записи в первый магнитный туннельный переход; и вторую линию тока для пропускания тока записи независимо от пропускания первого тока поля в первой линии тока для записи вторых данных записи во второй магнитный туннельный переход выборочно относительно записи первых данных записи так, что в ячейку TCAM на основе MRAM можно записать три разных логических состояния ячейки.
7. Способ записи в ячейку TCAM на основе MRAM, содержащую первый и второй магнитный туннельный переход, каждый из которых содержит поисковый слой, имеющий намагниченность поиска, которую можно свободно изменять, запоминающий слой, имеющий намагниченность запоминания, которую можно переключать с первого стабильного направления на второе стабильное направление, когда магнитный туннельный переход достиг высокого температурного порога, и туннельный барьерный слой между поисковым и запоминающим слоями; первую проводящую шину, электрически связанную с одним концом первого магнитного туннельного перехода; вторую проводящую шину, электрически связанную с одним концом второго магнитного туннельного перехода; проводящую линию электрически связанную с другим концом первого и второго магнитных туннельных переходов так, что два магнитных туннельных перехода подключены последовательно; первую линию тока для пропускания первого тока поля, генерирующего первое магнитное поле для записи первых данных записи в первый магнитный туннельный переход; и вторую линию тока для пропускания тока записи независимо от пропускания первого тока поля в первой линии тока для записи вторых данных записи во второй магнитный туннельный переход выборочно относительно записи первых данных записи так, что в ячейку TCAM на основе MRAM можно записать три разных логических состояния ячейки,
при этом упомянутый способ содержит этапы, на которых:
выборочно записывают первые данные записи в первый магнитный туннельный переход и выборочно записывают вторые данные записи во второй магнитный туннельный переход так, чтобы записать в ячейку TCAM на основе MRAM логическое состояние ячейки.
8. Способ по п. 7, в котором упомянутый ток записи содержит второй ток поля, генерирующий второе магнитное поле, и в котором упомянутая выборочная запись первых и вторых данных записи в первый и второй магнитный туннельный переход, соответственно, содержит этапы, на которых:
нагревают первый и второй магнитные туннельные переходы до высокого температурного порога, и
ропускают первый ток поля, имеющий первую полярность, в первой линии тока для переключения намагниченности запоминания первого магнитного туннельного перехода в соответствии с первой полярностью; и пропускают второй ток поля, имеющий вторую полярность, во второй линии тока для переключения намагниченности запоминания второго магнитного туннельного перехода в соответствии со второй полярностью.
9. Способ по п. 8, в котором упомянутый ток записи дополнительно содержит ток нагрева, и в котором упомянутый нагрев первого и второго магнитного туннельного перехода содержит этап, на котором пропускают ток нагрева в двух магнитных туннельных переходах через проводящую линию, первую шину и вторую шину.
10. Способ по п. 7, в котором упомянутый ток записи содержит ток нагрева, и упомянутая вторая линия тока электрически соединена с проводящей линией, и в котором
упомянутая выборочная запись первых и вторых данных записи в первый и второй магнитный туннельный переход, соответственно, содержит этапы, на которых:
выборочно нагревают первый магнитный туннельный переход до высокого температурного порога;
пропускают первый ток поля, имеющий первую полярность, в первой линии тока для переключения намагниченности запоминания первого магнитного туннельного перехода в соответствии с первой полярностью;
выборочно нагревают второй магнитный туннельный переход до высокого температурного порога; и
пропускают второй ток поля, имеющий вторую полярность, в первой линии тока для переключения намагниченности запоминания второго магнитного туннельного перехода в соответствии с полярностью тока.
11. Способ по п. 10, в котором упомянутый выборочный нагрев первого магнитного туннельного перехода содержит этап, на котором пропускают ток нагрева в первом магнитном туннельном переходе через вторую линию тока, первый участок проводящей линии, и первую шину; а упомянутый выборочный нагрев второго магнитного туннельного перехода содержит этап, на котором пропускают ток нагрева во втором магнитном туннельном переходе через вторую линию тока, второй участок проводящей линии и вторую шину.
12. Способ по п. 8, в котором первая полярность является такой же, что и вторая полярность, так чтобы записать высокое ("1") или низкое ("0") логическое состояние ячейки в ячейку TCAM на основе MRAM; или первая полярность противоположна второй полярности, так чтобы записать безразличное ("Х") логическое состояние ячейки в ячейку TCAM на основе MRAM.
13. Способ поиска ячейки TCAM на основе MRAM, содержащей первый и второй магнитный туннельный переход, каждый из которых содержит поисковый слой, имеющий намагниченность поиска, которую можно свободно изменять, запоминающий слой, имеющий намагниченность запоминания, которую можно переключать с первого стабильного направления на второе стабильное направление, когда магнитный туннельный переход достиг высокого температурного порога, и туннельный барьерный слой между поисковым и запоминающим слоями; первую проводящую шину, электрически связанную с одним концом первого магнитного туннельного перехода; вторую проводящую шину, электрически связанную с одним концом второго магнитного туннельного перехода; проводящую линию электрически связанную с другим концом первого и второго магнитных туннельных переходов так, что два магнитных туннельных перехода подключены последовательно; первую линию тока для пропускания первого тока поля, генерирующего первое магнитное поле для записи первых данных записи в первый магнитный туннельный переход; и вторую линию тока для пропускания тока записи независимо от пропускания первого тока поля в первой линии тока для записи вторых данных записи во второй магнитный туннельный переход выборочно относительно записи первых данных записи так, что в ячейку TCAM на основе MRAM можно записать три разных логических состояния ячейки,
при этом упомянутый способ содержит этапы, на которых:
выстраивают намагниченность поиска первого и второго магнитных туннельных переходов в первом направлении поиска;
измеряют первое сопротивление ячейки;
выстраивают намагниченность поиска первого и второго магнитных туннельных переходов во втором направлении поиска;
измеряют второе сопротивление ячейки; и
определяют логическое состояние ячейки по разности между первым и вторым сопротивлением ячейки.
14. Способ по п. 13, в котором
упомянутое выстраивание намагниченности поиска в первом направлении поиска содержит этап, на котором пропускают ток поиска, имеющий первую полярность, в первой и/или второй линиях тока, и в котором
упомянутое выстраивание намагниченности поиска во втором направлении поиска содержит этап, на котором пропускают ток поиска, имеющий вторую полярность, противоположную первой, в первой и/или второй линиях тока.
15. Способ по п. 13, в котором упомянутое измерение первого и второго сопротивлений ячейки содержит этап, на котором пропускают ток поиска в первом и втором магнитных туннельных переходах через проводящую линию и первую и вторую шины.