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三态内容可寻址存储器(TCAM)是在普通二态内容可寻址存储器(BCAM)的基础上发展而来的,它的本质仍然是一种硬件搜索引擎。它具有比普通BCAM更加灵活的储存和搜索功能。正是这种特殊功能的存在使得TCAM的单元结构比普通BCAM的单元结构更加的复杂。现有的针对BCAM的测试算法已经无法满足TCAM的故障检测,现有的针对高速大容量TCAM的故障检测方法在检测覆盖率上和测试复杂度上都有很多不足。然而随着高性能网络路由器对大容量和高速TCAM需求的不断提升,针对高速大容量TCAM的故障测试已成为TCAM的一个研究方向,因此高速大容量TCAM的可测试性设计具有重要的理论意义以及实用价值。本论文对TCAM的故障检测问题进行了初步的研究,并提出了两种针对高速大容量TCAM的故障检测算法和检测电路的设计。首先,基于现有的公认度比较好的March-Like算法提出了改进型算法。该改进型算法利用匹配信号Hit和优先地址编码器只需2N次写操作、2B+4次搜索操作就可以完成对N*B比特TCAM存储单元的故障检测。在故障检测覆盖率上同March-Like算法是一样的,都可以完成TCAM单元内故障和延迟故障的100%全覆盖检测。但是在测试复杂度上相比于以前的March-Like算法降低了60%以上。再者,从提高单元间故障检测覆盖率方面,本文又提出了一种全新的针对高速大容量TCAM的QZDTest故障检测方法。该方法在故障检测覆盖率方面不仅可以完成TCAM单元内故障和延迟故障的100%全覆盖检测,还可以完成TCAM单元间故障的100%全覆盖检测；在检测速度方面,该方法使用自己的测试向量发生器产生测试向量,通过5N次写操作,6B+12次搜索操作可以对N*B比特TCAM存储单元进行类似于实际应用的快速连续测试。另外,在检测电路的设计方面,通过有限状态机控制移位寄存器来完成对TCAM存储单元的储存和比较操作,充分降低了测试电路的开销。在判定电路设计方面,通过对SA(敏感放大器)和匹配信号发生器之间插入一级选择取反电路,可以将Hit信号作为TCAM存在故障的判定信号,并通过优先地址编码器直接输出优先级最高的故障地址,因此可以完成TCAM的全自动测试。通过原理图仿真验证结果表明该算法确实可以在单时钟周期完成TCAM存储单元的全覆盖检测。本文提出的TCAM可测试性设计非常适用于大容量高速的TCAM存储单元故障检测,如高性能网络路由器中的报文转发、地址分类、网络防火墙以及虚拟网络过滤等专用高级网络应用方面的TCAM故障检测。