一种用于硬实时Java处理器的类转换器设计及实现

通过分析Class文件处理过程及其中影响实时性的操作，提出一种用于硬实时Java处理器的类转换器，它读取标准Class文件，处理并生成适合Java处理器直接执行的内存映像文件．由于装载、连接过程中大量操作（如符号引用的解析）都由类转换器提前处理完毕，使得Java处理器操作大为简化．同时，由于所有影响Java处理器实时性的操作也由类转换器提前处理，Java处理器最坏情况执行时间（Worst Case Execution Time）完全可预测．     

一种实时Java处理器''''区域''''内存实现模型

Java实时规范（RTSJ）提出的‘区域’内存（Scoped Memory）既避免了垃圾回收对系统实时性的影响，又能充分利用内存空间，引起了众多研究人员的重视．本文讨论了‘区域’内存的实现及影响最坏情况下执行时间（WCET）的因素，并提出一种针对嵌入式实时Java处理器的‘区域’内存实现模型．该模型中非实时处理在字节码被执行之前完成，消除了运行时管理‘区域’内存对WCET的影响，在简化处理器实现的同时保证了运行时WCET的可预测性．     

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。     

基于Java的远程方法调用及其应用

对Java远程方法调用的体系结构与调用机制进行研究,通过一个实例给出利用JavaRMI实现远程方法调用。基于JavaRMI的远程方法调用为实现企业分布系统提供了行之有效的解决方案。     

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。     

多余处理器时间回收与最坏执行时间分析

通常的最坏执行时间分析方法的结果过于悲观(overpessimistic),根据这种结果进行调度将导致资源的极大浪费。面向对象的编程语言由于具有封装、继承、多态的特点,使得按照通常的方法获得的最坏执行时间更加悲观。解决这个问题的一个办法就是限制面向对象语言这些特点的使用,但这又导致最终的实时系统不够灵活,失去了面向对象语言的优点。文章以实时JAVA系统为例,介绍了将运行中赚取时间(gaintime)的回收与最坏执行时间分析相结合的方法,这种方法既提高了资源的使用率,又保证了系统的灵活性和性能。     

Java远程方法调用(RMI)技术及实现方法

本文介绍了Java远程方法调用(RMI)的优点与结构，并提出了如何将其连接到现有和原有系统中的方法以及如何编写客户湍、服务器端的程序以实现远程调用的方法。     

可平台迁移的最坏执行时间分析

当前的很多最坏执行时间分析工具都是针对特定的编程语言或特定的编译器的,因而缺乏平台间的迁移性,从而不能被广泛使用.介绍了一种基于Java字节码的可平台迁移的最坏执行时间分析方法.该分析方法包括两方面：一是对字节码（javabyte code）的高层分析,提取出程序数据流和控制流信息;二是对Java虚拟机的底层分析,获得虚拟机的时间模型.最后这两种分析结合得到程序的最坏执行时间.同时还探讨了将来的研究方向.     

一种可用于嵌入式Java处理器的寄存器队列

提出了一种可用于Java处理器的改进型寄存器队列（FIFO）的设计和控制方法。通过在传统的指针移动型FIFO的基础上，改变读写指针的操作宽度，增加读出端口，增加旁路没计等方法，使得改进型寄存器队列可以适应Java语言字节指令的变长特性。该设计在一种针对嵌入式系统的Java虚拟机的硬件实现中得到应用，提高了Java处理的取指效率，片对随后的指令折叠提供了方便。     

嵌入式实时操作系统的分析评测方法

使用WCET(Worst-case execution time)分析工具Bound-T,分析典型实时操作系统(RTMES和uClinux)的关键模块代码,在系统运行在硬件上之前分析其机器码,给出整体系统的最坏执行时间.在系统的WCET达到要求之后,再通过实验使用benchmark,评测操作系统的典型实时性能指标,给出两个嵌入式实时操作系统的实时性能对比,并分析RTEMS(Real Time Executive for Multiprocessor Systems)的优势所在.     

基于WCET的SPM实时性管理策略

提出一种基于最坏情况执行时间(WCET)的SPM静态分配算法,该算法采用额外的WCET分析工具获得任务最坏情况执行路径(WCEP),针对最坏情况执行路径,把程序划分为全局变量、全局堆栈、指令块等节点,用包含节点和节点间关系的CFG描述应用程序,采用考虑节点间关系的算法把选中的节点分配到SPM中。仿真实验结果表明,采用该分配策略管理SPM空间比不采用SPM时的实时性提高54%左右。     

Model-level WCET analysis of real-time system based on FPN

Worst Case Execution Time （WCET） is the major characteristic which describes time predictability of the real-time system. A model-level WCET analysis method based on Fuzzy Petri Net （FPN） is presented to improve the accuracy of WCET analysis. The whole WCET analysis is divided into three phases, FPN modeling, flow analysis and low-level analysis. Since the low-level WCET analysis is performed on the generated FPN code, and global timing effects stretching across the borders of single blocks can be taken into account, so it can improve the accuracy of WCET analysis. Moreover, by using twice the WCET analysis method and the additional information through analyzing the possible behavior of the FPN model, a more precise WCET estimation is achieved than by just analyzing the generated source code alone.     

一种快速程序最坏执行时间分析方法研究

给出一种带有路径冲突检测的程序最坏情况执行时间估计方法,这种方法首先检测程序中存在的分支约束,然后将程序中存在的分支约束信息转化为程序流程控制图（CFG图）中结点之间的语义冲突,并按照结点对的形式保存在相应的冲突数组里,在接下来的WCET计算阶段通过边搜索程序执行路径边检测冲突数组里保存的已有的冲突关系以便在搜索路径的同时排除非可行执行路径,最终在可行执行路径集中选择具有最大执行时间的执行路径。与以往的方法相比,在保持估计精度的前提下,本文的方法避免了穷举所有执行路径带来的复杂度,提高了搜索的效率。实验结果表明本文方法对于语句间语义依赖关系比较强的实时程序能够快速且有效地给出估计结果。     

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。     

程序最坏执行时间极值统计方法

程序的最坏执行时间WCET是实时系统时间操作方面的可信基础,现有的WCET静态分析方法都需要对系统某种程度上的额外知识和限定性假设,导致现有的WCET分析方法本质上为偏高估计,降低了资源的利用率和系统的性能。给出一种基于极值统计的程序最坏执行时间估计新方法,采用程序执行时间的测量值作为样本,利用Gumbel分布建立程序最坏执行时间统计模型,根据测量样本序列预测执行时间的最大值,与以往的方法相比,这种方法综合体现了各种硬件特性对程序执行时间的影响,估计结果更为精确,更适合处理硬件特性和软件复杂度较高情况下的程序最坏执行时间估计。实验结果表明利用Gumbel分布建立的WCET估计模型能够快速且有效地给出实时程序的最坏执行时间估计。     

嵌入式实时Java虚拟机的垃圾处理机制

在分析Java语言动态内存机制的局限性的基础上,研究了ARTS-OS上ARTS-RTGC实现的关键处理技术,包括其碎片处理,值栈和引用栈的分离以及实时垃圾回收器的优先级的处理。