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文檔簡介
1、Java語言由于其獨特的“一次編譯,隨處運行”的特點已經(jīng)成為目前因特網(wǎng)上非常流行的編程語言。平臺無關(guān)、面向?qū)ο?、多線程、可靠安全這些特性使得Java在互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用的同時,也引起了嵌入式領(lǐng)域研究人員的高度重視,他們希望能將Java語言改造成嵌入式及實時系統(tǒng)開發(fā)的主流語言來提高開發(fā)效率及增加系統(tǒng)安全性。然而在現(xiàn)實中,Java語言卻很少應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng),這主要是由于Java如下兩方面的不足;(1)Java虛擬機的實現(xiàn)需要大量的硬件資
2、源;(2)Java語言的運行時間不可預(yù)測。 由于嵌入式系統(tǒng)一般為實時系統(tǒng),而傳統(tǒng)的Java技術(shù)對實時問題關(guān)注不夠。針對傳統(tǒng)Java技術(shù)在實時性方面的不足,Sun公司聯(lián)合IBM、Microware等公司制定了實時Java規(guī)范(RTSJ),為實時Java平臺的實現(xiàn)提供了參考,實時Java規(guī)范在內(nèi)存管理、線程調(diào)度、異步事件處理、異步控制轉(zhuǎn)移等多個影響實時性的方面進行了擴展,使得Java能夠適用于實時系統(tǒng)。 隨著實時Java規(guī)范
3、的推出,如何實現(xiàn)適用于嵌入式系統(tǒng)的高效實時Java平臺就成為了研究熱點。目前,常見的實時Java平臺實現(xiàn)方式有解釋方式、提前編譯、硬件加速、硬件翻譯以及Java處理器方式。同其它實現(xiàn)方式相比,Java處理器免除了把Java字節(jié)碼轉(zhuǎn)換為機器代碼的工作同時還可以針對Java虛擬機特點提供特殊的硬件支持。因此具有能夠直接硬件執(zhí)行Java字節(jié)碼、執(zhí)行效率高、內(nèi)存占用少、功耗低等特點,所以更適合用于資源受限的嵌入式設(shè)備。 本論文設(shè)計了一種
4、能在低成本FPGA芯片中實現(xiàn)的嵌入式實時Java處理器,并用軟件方式實現(xiàn)了RTSJ中的同步機制。論文的主要創(chuàng)新點如下: 1.使用基于堆棧的RISC模型處理器實現(xiàn)CISC模型的JVM2.處理器微指令無任何相關(guān)性3.提供了對防止優(yōu)先級逆轉(zhuǎn)的支持4.處理器具備一定的可擴展性,可以逐步添加字節(jié)碼論文總體上分為五個部分,第一部分介紹了實時Java處理器的設(shè)計規(guī)范JVM和RTSJ,第二部分為Java處理器的總體設(shè)計,第三部分用軟件方式實現(xiàn)了
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