随着集成电路制造工艺的和计算机体系结构的不断进步,处理器与存储器之间速度的差距也越来越大,处理器读取指令的速度对处理器性能的发挥产生了极大的影响。因此如何提高处理器指令高速缓存的性能,从而提高处理器性能成为研究的焦点。尤其在低成本的嵌入式处理器中,为了降低成本,通常采用小容量的缓存,此时,指令缓存命中率对性能的影响尤为显著。本文针对小容量缓存缺失的特点,从软件优化的角度,提出了几种指令高速缓存的优化方法。针对原始高速缓存软件优化计算方法复杂、适用性差的特点,提出基于统计分析方法的指令高速缓存的软件优化技术,采用gcov和gprof工具对代码静态分析,能大量减低优化过程中的计算复杂度,针对PH算法、缓存块着色算法没有将缓存大小、程序大小、缓存块大小考虑在内,在子函数大小接近或大于缓存大小时,优化效果不佳的特点,提出了优化的缓存块着色算法,在进行着色排序之前,先判断子函数的大小,将过大的子函数进行拆分。本文提出了“缓存锁定选择排序”公式,用于评估判断选择代码段是否锁定或不缓存,大大简化了选择锁定内容时的计算。实验表明,缓存的软件优化技术能使程序执行时间平均减少8%,缓存命中率平均提高23%,有明显的优化效果。