内容可寻址存储器(CAM)又叫相关性存储器,它可以在一个时钟周期内给出搜索结果,因而具有很高的搜索效率,广泛应用于搜索密集型领域,例如Cache中的Tag部分和路由器里的IP地址前缀查找表等。CAM容易受空间辐射的影响而发生软错误,因此研究CAM的抗软错误加固具有重要的意义。CAM具有按内容寻址的特性,因此ECC编码检错纠错技术难以直接应用于CAM的加固。本文基于一种对称阵列结构的CAM,结合存储数据的读出机制,成功地将ECC用于CAM的抗软错误加固中。加固后的CAM可以在搜索过程中自动进行一位软错误的容错。本文首先设计了一个规模为64×128bits的对称阵列结构的CAM,主要包括存储单元阵列、读写控制电路、I/O放大电路、地址译码器、优先选择器等几部分。然后利用数字集成电路的ASIC设计流程,设计了ECC编码/解码电路和比较器,并利用一种存储数据的选择读出机制,将ECC电路、比较器与对称阵列结构CAM结合起来构成了软错误容错CAM。最后利用Nanosim对软错误容错CAM的整体电路进行了详细地仿真验证,并进行了软错误容错CAM的版图设计。本文所采用的加固方案总共增加的面积开销约为18.5%,搜索路径增加的延迟约为3.91ns,在对搜索速度要求比较严格的领域,可以利用流水线技术将探测和纠错划分到两个时钟周期,以提高工作速度。对软错误容错CAM电路的仿真结果显示,在对数据随机注入384次一位软错误错误的情况下,依然可以正确工作,起到了良好的加固效果。