一种嵌入式Java芯片内核—JC401

首先分析了目前Java的应用情况,指出嵌入式Java芯片具有很大的市场需求,然后结合嵌入式系统的特点简单分析了当前几种Java虚拟机实现技术的缺点,提出了在嵌入式Java芯片内核JC401中采用瘦型JIT的设计思想。通过对JIT的硬件支持和相关软件的配合,达到减少JIT运行时间和内存开销,获得高效的Java性能与较好的性能价格比的目标,然后具体介绍了JC401内核的总体结构与主要技术特点,进行了性能分析与评估,证明了设计思想的正确性,最后举例说明JC401具有很好的市场前景。     

JE-Java芯片系统关键技术的研究与设计

本文在对 Java虚拟机指令系统、应用程序和 Java芯片操作系统等进行深入分析和深刻理解的基础上 ,提出了一个用于非因特网访问设备的 JE-Java芯片系统。它的性能与国外的类似产品相当 ,而结构更加简单。本文首先通过对 Java虚拟机指令系统的分析和对Java典型应用程序的测试 ,提炼出 Java虚拟机指令的执行特点 ,明确了 Java芯片系统中需要解决的关键问题。为了解决 Java虚拟机指令系统中指令不定长、面向堆栈和地址虚拟化等问题 ,本文研究了 Java芯片中取指部件、堆栈缓冲部件和地址转换机制以及相应物理存储器的管理等关键技术。文中提…     

Java虚拟机优化技术在移动通信设备中的应用研究

本文针对移动通信设备的硬件特点,分析了编译优化技术应用于嵌入式Java虚拟机上所面临的困难,提出了一套基于解释执行的嵌入式Java虚拟机性能优化方案,能够有效地提高Java虚拟机的性能。     

一种实时JAVA处理器的数据通路研究

FPGA具有灵活性高、设计周期短、成本低、风险小等优势,因此现已成为芯片设计的热点.该文设计了一种能在FP-GA芯片中实现的32位Java处理器JPOR(Java Processor Optimized For RTSJ)的数据通路,可以对实时Java规范提供有效支持.提供一种嵌入式实时系统的Java平台,该处理器具有指令系统简洁,直接执行JAVA字节码,提供对线程调度和管理的硬件支持等优点.     

Java虚拟机优化技术在移动通信设备中的应用研究

本文针对移动通信设备的硬件特点,分析了编译优化技术应用于嵌入式Jwa虚拟机上所面临的困难,提出了一套基于解释执行的嵌入式Java虚拟机性能优化方案,能够有效地提高Java虚拟机的性能.     

Java虚拟机的硬件实现研究

Java语言的平台无关性使其正在进入嵌入式系统领域，但Java的性能问题一直是Java应用关注的焦点。JIT技术的运用在一定程度上提高了Java的执行速度，但在对实时性要求高和存储受限的嵌入式等系统的运用中仍然难以满足其要求。文章提出了一种基于硬件的解决方法——Java处理器，它能直接执行Java字节码，从而提高Java的性能，以用于实时及嵌入式系统。     

基于嵌入式Java处理器的高速图像处理

Java技术正越来越受到图像处理研究人员的关注,希望以此提升开发效率,增强可移植性。但软件方式的Java虚拟机运行速度慢、实时性差,无法满足图像处理复杂计算对性能的需求。为此,提出一种以硬件方式直接执行字节码的Java处理器结构,并实现了其模拟器及预处理器构成完整测试平台。从实验结果可看出:该平台的执行效率是虚拟机方式的860倍,表明将Java处理器用于嵌入式图像处理将是一种可行选择。     

基于FPGA的Java处理器设计

针对Java技术在嵌入式领域的广泛应用,设计了一个适用于低端嵌入式设备的32位环境的Java处理器JPOR。该处理器由FPGA芯片实现,采用一种新的Java栈结构,指令系统简洁,可以直接执行Java字节码,能够对实时Java规范(RTSJ)提供有效支持。在Xilinx SPARTAN-3平台上通过了功能仿真,表明该Java处理器能够在低成本的FPGA芯片中实现。     

WCET可预测的Java指令集硬件实现

为能以硬件方式直接执行CISC结构的Java字节码,设计并实现适用于32位嵌入式实时Java平台的JPOR-32指令集。分析Java虚拟机规范中各Java字节码的功能和实现原理,设定执行每条指令时信号和数据在Java处理器数据通路上的变化,采用微指令方式执行复杂指令,简单指令直接执行,从而使JPOR-32的指令集具有RISC特性。实验结果验证了指令集的正确性及其最坏情况执行时间(WCET)的可预测性。     

面向家庭网络的Java协处理器研究与开发

为解决纯软件的Java卡虚拟机（JCVM）在嵌入式系统中解释执行速度较慢、效率低的性能问题，软硬件协同方式设计面向家庭网络（Home Network）的Java协处理器，对部分JCVM指令使用硬件电路来加速执行．并且在硬件加速的过程中采用流水线结构、环形指令缓存、指令折叠等方式来进一步提高电路速度．     

嵌入式系统中Java的硬件支持策略

一、概述近来,具有平台无关、面向对象等诸多特点的Java语言得到了迅速的发展,以即时编译技术(JIT)为代表的软件实现的Java虚拟机在桌面系统中日趋成熟,在运行速度、内存需求、实时性能等方面都有较大的提高,以网页中的Java小程序为主的Java应用大量涌现,具备了一定的应用基础。     

Java监视器的硬件支持及其操作算法

为支持线程间的同步,Ｊａｖａ虚拟机中引入了监视器进入与退出指令,但这会在大部分的Ｊａｖａ程序中产生严重的性能问题,在目前的软件实现方法中,存在内存开销大或性能较低等问题。因此,ｐｉｃｏＪａｖａ内核对监视器进行了硬件支持,能大大提高性能,降低内存开销,但是,它却存在进入命中率较低的问题,根据Ｊａｖａ程序中监视器操作具有再入频率低但格局性好的特征,提出了一种高效的硬件支持方案及相应算法,有效地提高了命     

PicoJava: a direct execution engine for Java bytecode

Key to the central promise inherent in Java technology-“write once, run anywhere”-is the fact that Java programs run on the Java virtual machine, insulating them from any contact with the underlying hardware. Consequently, Java programs must execute indirectly through a translation layer built into the Java virtual machine. Translation essentially converts Java virtual machine instructions (called bytecodes) into corresponding machine-specific binary instructions. Bytecode is a single image of a program that will execute identically (in principle) on any system equipped with a JVM. The first step toward the development of a new class of Java processors was the creation of the bytecode execution engine itself, called the picoJava core. PicoJava directly executes Java bytecode instructions and provides hardware support for other essential functions of the JVM. Executing bytecode instructions in hardware eliminates the need for dynamic translation, thus extending the useful range of Java bytecode programs to embedded environments. By the end of 1998, Java processors like Sun's microJava 701 should be available for evaluation from several licensees of the picoJava core technology     

Java在嵌入式系统中的应用与实现

随着Java的广泛应用及后PC时代的来临,在嵌入式系统中应用Java具有很大的实用价值。本文先归纳了Java的主要特征,介绍了嵌入式产品的特点,分析了在嵌入式系统中应用Java存在的问题,并在对嵌入式系统中实现Java虚拟机的不同实现方法进行评估的基础上,介绍了我们设计的嵌入式Java芯片内该JC401的设计思想与主要技术特点。     

Java处理器关键技术分析

传统的Java程序利用软件Java虚拟机(Java Virtual Machine,JVM)对Java字节码文件进行解释或二次编译后交由本地CPU执行,其运行速度大大受限,而硬件JVM处理器可直接执行Java字节码,因而大幅提高了Java程序的运行速度,所以硬件JVM处理器是突破Java程序性能瓶颈的最有效方法.本文以Jop Java及picoJava为例,根据Java虚拟机的规范分析了硬件JVM处理器中最重要的流水线结构、堆栈结构及操作的实现方式、指令折叠技术和字节码与微码的映射技术,并提出了改进措施.     

一种堆栈型Java处理器的流水线设计

针对目前嵌入式系统的特点，设计了一种四段流水线的堆栈型Java微处理器核。使用双口RAM作为Java栈，减小了存储资源的消耗。通过硬件在一个时钟周期内直接执行Java虚拟机(JVM)中大多数简单的算术／逻辑指令；通过微代码模拟在若干时钟周期内完成中等复杂指令处理；提供硬件陷阱机制，以支持JVM中非常复杂和面向对象指令的软件仿真。综合硬件资源和运行效率两方面的需求可灵活选择不同的指令实现方式，为Java处理器在FPGA中的移植实现提供方便。     

基于Linux网络计算机Java虚拟机的性能优化

目前，Linux网络计算机中的Java虚拟机在运行Java应用程序时，存在着执行性能较低的问题。该文实现一种优化方案：在Kaffe虚拟机中应用并改良直接线索式解释器优化技术。旨在兼顾Linux NC现有的硬件配置和软件模式，有效地提升Java虚拟机运行效率，并保证较低的CPU和内存成本。从而改善虚拟机的性能表现。     

Efficient Register Mapping and Allocation in LaTTe, an Open-Source Java Just-in-Time Compiler

Java just-in-time (JIT) compilers improve the performance of a Java virtual machine (JVM) by translating Java bytecode into native machine code on demand. One important problem in Java JIT compilation is how to map stack entries and local variables to registers efficiently and quickly, since register-based computations are much faster than memory-based ones, while JIT compilation overhead is part of the whole running time. This paper introduces LaTTe, an open-source Java JIT compiler that performs fast generation of efficiently register-mapped RISC code. LaTTe first maps "all" local variables and stack entries into pseudoregisters, followed by real register allocation which also coalesces copies corresponding to pushes and pops between local variables and stack entries aggressively. Our experimental results indicate that LaTTe's sophisticated register mapping and allocation really pay off, achieving twice the performance of a naive JIT compiler that maps all local variables and stack entries to memory. It is also shown that LaTTe makes a reasonable trade-off between quality and speed of register mapping and allocation for the bytecode. We expect these results will also be beneficial to parallel and distributed Java computing: 1) by enhancing single-thread Java performance; and 2) by significantly reducing the number of memory accesses which the rest of the system must properly order to maintain coherence and keep threads synchronized