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龙图腾网获悉江苏集萃智能集成电路设计技术研究所有限公司申请的专利计算设备及基于Cache的LRU算法优化方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN114996171B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-17发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210688768.7，技术领域涉及：G06F12/02；该发明授权计算设备及基于Cache的LRU算法优化方法是由韩肖;郭晓旭;李明设计研发完成，并于2022-06-17向国家知识产权局提交的专利申请。

本计算设备及基于Cache的LRU算法优化方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于Cache的LRU算法优化方法，其可提高mcu访问Cache数据的命中率，计算设备包括mcu、主存储器、高速缓冲存储器、flash存储器、计数器阵列、寄存器阵列、比较器阵列，高速缓冲存储器连接于mcu与主存储器之间，flash存储器与主存储器连接，高速缓冲存储器采用多路组相联的结构，将高速缓冲存储器均分为若干数据块，数据块与计数器一一对应连接，数据块内存储有数据，计数器用于对数据块的未使用次数进行计数；比较器阵列中的比较器用于对数据块的未使用次数进行比较；寄存器阵列中的寄存器用于对比较器的比较结果进行暂存；mcu用于向高速缓冲存储器中发送访问数据的指令。

本发明授权计算设备及基于Cache的LRU算法优化方法在权利要求书中公布了：1.一种基于Cache的LRU算法优化方法，所述方法应用于计算设备，所述计算设备包括mcu、主存储器、高速缓冲存储器、flash存储器，所述高速缓冲存储器连接于所述mcu与所述主存储器之间，所述flash存储器与所述主存储器连接，所述计算设备还包括计数器阵列、寄存器阵列、比较器阵列，将所述高速缓冲存储器均分为若干数据块，所述数据块与所述计数器阵列中的计数器数量一致，且所述数据块与所述计数器一一对应连接，所述数据块内存储有数据，所述计数器用于对相应数据块的未使用次数进行计数； 所述比较器阵列与所述计数器阵列连接，所述比较器阵列包括两级：一级比较器阵列、二级比较器阵列，所述比较器阵列中的比较器用于对所述数据块的未使用次数进行比较； 所述寄存器阵列中的寄存器用于对所述比较器的比较结果进行暂存； 所述mcu用于向所述高速缓冲存储器中发送访问数据的指令； 其特征在于，该优化方法包括： S1、mcu下发访问Cache中数据的指令； S2、判断Cache中是否缓存有mcu要访问的数据，若是，则表明命中，若否，则表明该数据缺失； 其中，当发生命中时，计数器将命中的数据块的计数器清零，同时，将同一组索引内的其余数据块的未使用次数均递增1；然后，mcu对Cache中选中地址的数据进行数据交互； 当发生数据缺失时，进入步骤S3； S3、通过一级比较器对当前组索引中数据块的未使用次数进行比较，选出未使用次数最多的数据块，并将比较结果暂存于相应的寄存器阵列中，进入步骤S4； S4、根据一级比较器的比较结果，通过二级比较器对一级比较器选中的两个数据块的未使用次数进行比较，选出未使用次数最多的数据块，并将比较结果暂存于相应的寄存器阵列中，进入步骤S5； S5、把选中的需要更新的数据块的计数器清零，同时，将所述组索引所在行的其余数据块的未使用次数均递增1；然后，mcu对Cache中选中地址的数据进行数据交互； S3中，通过一级比较器阵列对当前组索引中数据块的未使用次数进行比较的方式为：S31、通过第一一级比较器对当前组索引所在行中的第一偶数块、第一奇数块中数据的未使用次数进行比较，判断这两个数据块的未使用次数是否相等，若否，选出未使用次数最多的数据块，得到第一一级比较结果，同时将第一一级比较结果存储于相应的第一一级寄存器中；若是，通过查询对应寄存器阵列存储的上次第一一级比较的结果，选出上次第一一级比较器比较后未被选中的数据块，得到这次第一一级比较结果，同时将第一一级比较结果存储于相应的第一一级寄存器中；S32，同时通过第二一级比较器对当前组索引所在行中的第二偶数块、第二奇数块中数据的未使用次数进行比较，判断这两个数据块的未使用次数是否相等；若否，选出未使用次数最多的数据块，得到第二一级比较结果，同时将第二一级比较结果存储于相应的第二一级寄存器中；若是，通过查询对应寄存器阵列存储的上次第二一级比较的结果，选出上次第二一级比较器比较后未被选中的数据块，得到这次第二一级比较结果，同时将第二一级比较结果存储于相应的第二一级寄存器中。

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