一種Java卡虛擬機IP核設計研究.pdf

1、虛擬機技術的出現(xiàn),滿足了人們不斷增強的計算需求,確保了各種平臺上的應用的正確性與可靠性。資源受限的智能卡領域,Sun公司為其開發(fā)平臺制定了Java卡開放標準。支持Java卡標準的智能卡具備平臺無關、多應用適應性、兼容現(xiàn)行標準的優(yōu)勢而相比傳統(tǒng)智能卡而言前景更好。Java卡虛擬機是Java虛擬機的子集。Java虛擬機的性能問題主要包括:編譯器耗費時間、編譯器自適應優(yōu)化、Java虛擬機的硬件支持、FPGA(Field Programmable

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

3、限的智能卡本質(zhì),借鑒Java卡虛擬機規(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卡虛擬機軟核實現(xiàn)方法。軟核采用VHDL完成RTL(Register Transfer Level)模型。功能仿真與時序驗證實驗結(jié)果表明軟核指令執(zhí)行、面積與時序指標滿足Java卡虛擬機規(guī)范標準。
　　 2.采用Avalon主接口信號命名規(guī)則的頂層封裝,提出了面向Java卡虛擬機軟核的SOPC Builder元件設計方法。讀/

4、寫傳輸實驗的時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運用于通用系統(tǒng)開發(fā)的一種方法,構(gòu)建了面向Java卡虛擬機的SOPC原型系統(tǒng)。SOPC Builder系統(tǒng)級仿真實驗結(jié)果驗證了Java卡虛擬機功能,為系統(tǒng)的下一步研究提供了平臺。
　　 實現(xiàn)的IP軟核方便移植,可以為同類IP研究提供參考。借助可編程片上系統(tǒng)平臺,Java卡虛擬機系統(tǒng)能獲得更高執(zhí)行效率與靈活性的功能擴展