一種Java卡虛擬機(jī)IP核設(shè)計(jì)研究.pdf

1、虛擬機(jī)技術(shù)的出現(xiàn),滿(mǎn)足了人們不斷增強(qiáng)的計(jì)算需求,確保了各種平臺(tái)上的應(yīng)用的正確性與可靠性。資源受限的智能卡領(lǐng)域,Sun公司為其開(kāi)發(fā)平臺(tái)制定了Java卡開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)。支持Java卡標(biāo)準(zhǔn)的智能卡具備平臺(tái)無(wú)關(guān)、多應(yīng)用適應(yīng)性、兼容現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)勢(shì)而相比傳統(tǒng)智能卡而言前景更好。Java卡虛擬機(jī)是Java虛擬機(jī)的子集。Java虛擬機(jī)的性能問(wèn)題主要包括:編譯器耗費(fèi)時(shí)間、編譯器自適應(yīng)優(yōu)化、Java虛擬機(jī)的硬件支持、FPGA(Field Programmable

2、 Gate Array)應(yīng)用等方面。IP核(Intellectual Property)經(jīng)Avalon交換式總線(xiàn)互連成的SOPC(System OnProgrammable Chip)系統(tǒng),在并行數(shù)據(jù)處理、現(xiàn)場(chǎng)可配置性、可擴(kuò)展性方面有著良好表現(xiàn),具有廣泛的嵌入式應(yīng)用前景。
　　 本文針對(duì)Java卡虛擬機(jī)的FPGA硬件支持問(wèn)題,提出并實(shí)現(xiàn)了一種IP軟核及SOPC系統(tǒng)模型,完成的主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　 1.根據(jù)面積與時(shí)序受

3、限的智能卡本質(zhì),借鑒Java卡虛擬機(jī)規(guī)范化指令系統(tǒng),以微序列解釋執(zhí)行字節(jié)碼的微體系結(jié)構(gòu)為架構(gòu),提出了Java卡虛擬機(jī)軟核實(shí)現(xiàn)方法。軟核采用VHDL完成RTL(Register Transfer Level)模型。功能仿真與時(shí)序驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明軟核指令執(zhí)行、面積與時(shí)序指標(biāo)滿(mǎn)足Java卡虛擬機(jī)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。
　　 2.采用Avalon主接口信號(hào)命名規(guī)則的頂層封裝,提出了面向Java卡虛擬機(jī)軟核的SOPC Builder元件設(shè)計(jì)方法。讀/

4、寫(xiě)傳輸實(shí)驗(yàn)的時(shí)序波形圖表明元件主接口符合Avalon基本傳輸方式。
　　 3.提出了SOPC Builder運(yùn)用于通用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的一種方法,構(gòu)建了面向Java卡虛擬機(jī)的SOPC原型系統(tǒng)。SOPC Builder系統(tǒng)級(jí)仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了Java卡虛擬機(jī)功能,為系統(tǒng)的下一步研究提供了平臺(tái)。
　　 實(shí)現(xiàn)的IP軟核方便移植,可以為同類(lèi)IP研究提供參考。借助可編程片上系統(tǒng)平臺(tái),Java卡虛擬機(jī)系統(tǒng)能獲得更高執(zhí)行效率與靈活性的功能擴(kuò)展