[发明专利]快取存储器的替换装置及方法

权利要求书

1.一种快取存储器的替换装置，其特征在于，该快取存储器包括多个存储器区块，各该存储器区块包括多条快取线，该快取存储器的替换装置包括：

一用于虚拟最近最少使用的存储器，储存对应所述快取线的多个快取线标示位，其中所述快取线标示位分别指示各该存储器区块中所述快取线的相对优先关系；

一用于最近最少使用的存储器，储存对应所述存储器区块的多个区块标示位，其中所述区块标示位分别指示所述存储器区块的相对优先关系；

一最近最少使用运算单元，耦接该用于最近最少使用的存储器，依据所述区块标示位对所述存储器区块执行最近最少使用运算以输出一选择控制信号；以及

一快取线选择模块，耦接该用于虚拟最近最少使用的存储器与该最近最少使用运算单元，依据该选择控制信号以及所述快取线标示位对所述快取线执行虚拟最近最少使用运算，以选择所述快取线的其中之一作为即将替换的一目标快取线。

2.根据权利要求1所述的快取存储器的替换装置，其特征在于，该快取线选择模块包括：

多个虚拟最近最少使用运算单元，耦接该用于虚拟最近最少使用的存储器，依据所述快取线标示位对各该存储器区块中的所述快取线执行虚拟最近最少使用运算，以自每一存储器区块中选择所述快取线的其中之一作为一区域虚拟最近最少使用快取线；以及

一第一多工器，其控制端耦接该最近最少使用运算单元，该第一多工器的输入端耦接所述虚拟最近最少使用运算单元，依据该选择控制信号自所述区域虚拟最近最少使用快取线选择出该目标快取线。

3.根据权利要求2所述的快取存储器的替换装置，其特征在于，还包括：

一锁定存储器，耦接所述虚拟最近最少使用运算单元，储存对应所述快取线的多个锁定位，其中所述锁定位分别指示所述快取线是否能被替换，所述虚拟最近最少使用运算单元对所述快取线执行虚拟最近最少使用运算时，还依据所述锁定位选择出所述区域虚拟最近最少使用快取线。

4.根据权利要求3所述的快取存储器的替换装置，其特征在于，还包括：

一逻辑运算单元，耦接于该锁定存储器与该最近最少使用运算单元之间，对所述锁定位执行一逻辑运算以输出一区块锁定信号，该最近最少使用运算单元对所述存储器区块执行最近最少使用运算时，还依据该区块锁定信号输出该选择控制信号，其中该区块锁定信号指示所述存储器区块是否能被替换。

5.根据权利要求3所述的快取存储器的替换装置，其特征在于，还包括：

一区块锁定信号产生单元，耦接该最近最少使用运算单元，产生一区块锁定信号，该最近最少使用运算单元对所述存储器区块执行最近最少使用运算时，还依据该区块锁定信号输出该选择控制信号，其中该区块锁定信号指示所述存储器区块是否能被替换。

6.根据权利要求1所述的快取存储器的替换装置，其特征在于，该快取线选择模块包括：

一第二多工器，其控制端耦接该最近最少使用运算单元，该第二多工器的输入端耦接该用于虚拟最近最少使用的存储器，依据该选择控制信号自该用于虚拟最近最少使用的存储器中选择出对应一目标存储器区块所储存的所述快取线标示位，其中该目标存储器区块为所述存储器区块中最近最少使用的存储器区块；以及

一虚拟最近最少使用运算单元，耦接该第二多工器的输出端，依据对应该目标存储器区块所储存的所述快取线标示位对该目标存储器区块中的所述快取线执行虚拟最近最少使用运算，以选择出该目标快取线。

7.根据权利要求6所述的快取存储器的替换装置，其特征在于，还包括：

一锁定存储器，储存对应所述快取线的多个锁定位，其中所述锁定位分别指示所述快取线是否能被替换。

8.根据权利要求7所述的快取存储器的替换装置，其特征在于，该快取线选择模块还包括：

一第三多工器，其控制端耦接该最近最少使用运算单元，其输入端耦接该锁定存储器，其输出端耦接该虚拟最近最少使用运算单元，该第三多工器依据该选择控制信号选择输出对应该目标存储器区块所储存的所述锁定位，该虚拟最近最少使用运算单元对所述快取线执行虚拟最近最少使用运算时，还依据对应该目标存储器区块所储存的所述锁定位自该目标存储器区块中选择出该目标快取线。