Java实时性及嵌入式实时Java处理器研究

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1、””≮’“’955613後旦大擎博士学位论文学校代码：10246学号：031021042Java实时性及嵌入式实时Java处理器研究院系：专业：姓名：指导教师：完成日期：信息科学与工程学院计算机系统结构柴志雷涂时亮教授2006年4月15日摘要当时实时Java规范尚未推出。本文设计了一种能在低成本FPGA芯片中实现的硬实时嵌入式Java处理器HRTEJ(HardReal．TuneEmbeddedJavaProcessor)，目标是实现具有硬实时特性的嵌入式Java处理器并对实时Java规范提供有效支持

2、。该处理器实现了一些特殊的硬件机制提供对实时Java规范中异步传输控制、线程管理和调度、同步与共享、以及内存管理的支持。并通过对实时Java规范中内存管理的改进，简化了应用程序员的开发接口。同时，本文还提出了针对JavaClass文件的优化方法，根据该优化方法，所有影响系统实时性的操作都在程序运行之前得到处理，在保证指令最坏执行时间(WCET)g预测性的同时也简化了处理器本身的实现。关键字：Java实时性、Java平台、Java虚拟机、嵌入式实时Java处理器、实时Java规范、最坏执行时间中图分类

3、号：TP316．2AbstradAbstractThecomplexityofembeddedreal-timesystemskeepsgrowingandnovelmethodsandtoolsarerequired．Comparedtosoftwaredevelopmentfordesktopsystems，currentsoftwaredesignpracticeforembeddedsystemsisstillarchaic．o，c++ande％renassembleraleusedonto

4、pofasmallreal-timeoperatingsystem．ManyoftheadvantagesofJava,suchassafeobjectreferences，thenotionofconcurrencyasafirst-classlanguageconstruct，anditsportability,havethepotentialtomakeembeddedsystemsmuchsaferandsimplertoprogram．Withtheadvantagesmentioneda

5、bove，Javaisincrcasin【elyexpectedtobecometheleadingprogramminglanguageinembeddedsystems．Mostoftheembeddedsystemsarereal—timesystems．Javatechnologyisseldomusedinembeddedsystemscurrently,duetothelackofacceptablereal-timeperformance．Toimprovethereal-tlmepe

6、rformancespecifiedintheJavaLanguageS1cIecificationandtheJavaVirtualMachineSpecification,GrogBollellaetalproposetheReal-TuneSpecificationforJava(I盯sJ)．Itprovidesaguidelinefortheimplementationofreal-timeJavaplatform．Currently,toprovideanefficientJavaplat

7、formsuitableforreal—timeapplications,manydifferentimplementationsaleproposed．Theseimplementations∞nbegenerallyclassifiedasInterpreter(aninterpretingprogramrunningontheoperatingsystemthat啪interpretandexecutejavabytecodeundertheassistanceoftheos)，Ahead-o

8、f-TimeCompiler(Javabytecodeiscom-piledintonativecodeoranintermediatelanguagesuch勰Cinadvance)．andJavaProcessor(theJavaplatformisimplementeddirectlyonsilicon)etc．Javaprocessornotonlyavoidstheoverheadoftranslationofthebytecodetoanotherproc