基于Avalon总线的Javacard虚拟机IP软核设计

"一种Javacard虚拟机IP软核设计，通过引入Avalon交换式总线的IP核互连策略，提高了Javacard虚拟机的执行性能，实现了基于Avalon总线的软核设计，并利用SOPCBuilder构建了面向Javacard虚拟机的SOPC原型系统，提供了高效率和灵活性的功能扩展支持。" 在智能卡技术领域，Javacard虚拟机起着至关重要的作用，它负责运行基于Java语言的智能卡应用程序。随着高密度和高性能可配置器件的发展，硬件级别的解决方案为提升Javacard虚拟机性能提供了新的可能性。论文“一种Javacard虚拟机IP软核设计”由张洪杰和李仁发共同撰写，探讨了如何利用Avalon交换式总线技术优化Javacard虚拟机的系统架构。 Avalon总线是一种开放的、灵活的接口标准，常用于FPGA和SoC（System on Chip）设计中，它允许不同的IP核之间高效通信。在Javacard虚拟机系统中，Avalon总线的引入使得各个组件之间的数据交换更加高效，从而提升了整体执行性能。论文提出了一种基于Avalon总线的Javacard虚拟机IP软核设计方法，该方法包括以下关键点： 1. 微序列解释执行字节码的微体系结构：Javacard虚拟机采用微序列解释器来解析和执行Java字节码，这种设计可以减少硬件资源的消耗，同时保证指令执行的效率。 2. Avalon主接口信号命名规则的顶层封装：遵循Avalon总线协议，设计了与总线兼容的接口，使得软核能够无缝集成到Avalon总线系统中。 3. 符合Avalon基本传输方式的主接口：设计的接口能够支持Avalon总线的读写操作，确保数据传输的正确性和实时性。 4. VHDL格式的RTL级软核模型：使用VHDL语言描述了软核的逻辑功能，便于硬件实现和验证。 此外，论文还介绍了如何利用 Altera 的SOPCBuilder工具构建面向Javacard虚拟机的嵌入式系统（SOPC，System on Programmable Chip）。SOPCBuilder允许开发者快速地集成不同IP核，构建定制化的SoC系统。通过这种方法，Javacard虚拟机系统不仅获得了更高的执行效率，还能根据需求进行灵活的功能扩展。 实验结果显示，所实现的IP软核在执行字节码指令时满足Javacard虚拟机规范，且在面积和时序指标上达到了预期标准。这种IP软核设计具有良好的移植性，可以作为其他类似研究的参考。 总结来说，这篇论文贡献了一种创新的Javacard虚拟机设计方法，通过结合Avalon总线技术和SOPC平台，实现了智能卡应用的高性能执行和可扩展性，对于推动智能卡技术的发展具有积极意义。关键词包括：计算机系统结构、智能卡、Javacard虚拟机、Avalon交换式总线以及IP软核。