JE-Java芯片系统关键技术的研究与设计

• 作者: 陈虎
• 来源期刊: 计算机工程与科学
• 学科: 工学
• 年，卷（期）: 2001,（6）
• 所属期刊栏目: 试题选载与博士论文摘要
• 页码范围: 109
• 页数: 1页
• 分类号: TP3
• 字数: 1757字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1007-130X.2001.06.033

摘要

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.文中提出了取指部件的设计原理而且采用理论模型和模拟方法对它进行了性能评价,利用评价结果优化了取指策略和参数设置.文中还设计了一种由多体静态存储器构成的堆栈缓冲结构,并在堆栈缓冲和执行部件之间采用了数据重定向技术,还对缓冲容量和后援频度的关系进行了理论分析.另外,文中还提出了一种直接段式和间接段页式结合的寻址策略和地址转换技术以及相关物理存储器的管理算法,并对这些技术进行了全面的性能评价. 本文针对Java语言的特点,建立了Java语言对象域模型,并据此模型提出了一种能有效解决垃圾回收过程中对象精确扫描问题的对象组织方法-“对放法“.文中还建立了Java虚拟机方法分派模型,提出了采用预先链接和设置对象方法指针cache等方法,加速方法分派过程以及设置方法现场cache,以减少方法现场调入开销等技术.测试表明,这些技术能有效缩短面向对象指令的执行时间. 本文提出了一种具有面向对象特征的软硬件接口-本地方法,并介绍了它的实现技术.针对Java芯片操作系统的特点,本文提出了一个新的Java芯片操作系统模型,并介绍了其实现技术.该操作系统具有很好的可伸缩性、可维护性和代码可重用性. 为提高模拟速度,本文建立了Java芯片的流水线级模型,介绍了一个据此模型开发的面向对象的节拍精度的Java芯片模拟系统以及由该模拟系统和其它辅助程序构成的虚拟JE-Java芯片系统. 本文对系统进行了广泛而深入地研究,在提出一些有独创性实现技术的基础上,完成了系统设计、验证和评价工作,掌握了Java芯片系统的技术难点,提出了解决方法.