Ідея використання ЛЗУ базується на тому факті, що швидкодія ЛЗУ істотно більше швидкодії основного ЗУ. Це досягається за рахунок використання для побудови ЛЗУ статичних запам'ятовуючих елементів (на відміну динамічних запам'ятовуючих елементів, які використовуються в ОЗУ). Але так як статичну ЗУ істотно дорожче динамічного, обсяг ЛЗУ істотно менше обсягу ОЗУ.
Отже, ЛЗУ характеризується двома основними моментами:
- Швидкодія ЛЗУ істотно більше швидкодії ОЗУ.
- Ємність ЛЗУ істотно менше ємності ОЗУ.
Використання ЛЗУ базується на двох основних припущеннях:
- Мікропроцесор в процесі своєї роботи багаторазово звертається до одних і тих же даних
- Ці дані розташовані в ЗУ компактно.
Перше припущення в більшості випадків справедливо. Дані, які є кодами команд розташовані в ЗУ послідовно. У разі наявності в програмі циклів або багаторазово викликаються процедур (а це майже завжди так), процесор дійсно багато разів звертається до одних і тих же командам, розташованим в ЗУ. Якщо ж говорити про дані, які є власне даними (числами - вихідними або результатами обчислень) - їх обсяг, як правило, невеликий і з урахуванням циклічності будь-якого розрахункового алгоритму до них відбувається багаторазове звернення.
Друге припущення, взагалі кажучи, можна вважати справедливим тільки при певній організації програми - оптимізації. Таким чином, отримання повного ефекту від використання ЛЗУ можливо тільки при оптимізації програми.
Так як обсяг ЛЗУ істотно менше обсягу ЗУ, основне завдання, яке вирішується при проектуванні ЛЗУ - оптимальне відображення в ЛЗУ тієї частини ОЗУ, до якої якраз звертається МП найбільш часто в даний інтервал часу.
У загальному випадку ЛЗУ складається з власне запам'ятовує і контролера ЛЗУ, який керує роботою ЛЗУ.
Завдання контролера наступні:
Завдання побудови оптимальної архітектури ЛЗУ передбачає мінімізацію "промахів" при відносно невеликому обсязі ЛЗУ.