[发明专利]嵌入式Java处理器微码指令集动态装载方法

说明书

技术领域

本发明属于嵌入式处理器设计领域，具体来说，涉及一种Java处理器微码指令集动态装载技术。

背景技术

现有的Java处理器或Java协处理器将本地指令集固化在芯片之中，无法对指令集进行优化。对于通用处理器，如PC中的处理器，此种方法可以满足应用需求，因为基于通用处理器的上层应用，是由功能十分完善的操作系统支持。而Java处理器常被应用于嵌入式系统中，考虑到运行速度和系统成本，与其对应的操作系统或控制功能相对简单，且针对不同的应用场合需要作相应的调整。

操作系统执行程序的过程直接映射到系统底层的本地指令集执行的过程。当前的Java处理器或Java协处理器已将本地指令集固化到芯片之中，无法针对不同的嵌入式应用环境进行指令优化，也无法开发针对不同环境的、用户定制的指令段，将其添加到系统当中。嵌入式系统的实时、可靠、便携等要求受到了限制。

现有的一些“动态装载”解决方案都是基于FPGA技术的，因其硬件的可配置性可以满足Java处理机制的重构。不过这些解决方案都必须通过HDL代码的更改，对FPGA进行重新编程才可以实现，不是真正意义上的动态装载。且FPGA的成本和性能，与专用处理器相比，也不适合作为批量生产的产品使用到嵌入式系统当中，只能作为研发过程中的验证平台。

发明内容

针对以上的不足，本发明提出了一种嵌入式Java处理器微码指令集动态装载方法。通过微码指令集(内含微码指令段和启动代码段)的动态优化和装载，可更好地满足嵌入式系统实时、可靠、便携等的要求。利用对实现各个Java字节码的微码指令段的优化，可以不断提高系统运行的速度。同时，增加用户自定义的微码指令段，可以很方便地对指令的功能进行扩充，提升嵌入式系统的性能。更为常用的是，通过微码指令集的动态装载，可以任意改变嵌入式系统的启动代码，在硬件的最底层满足了不同应用场合的需求，便捷高效。

一种嵌入式Java处理器微码指令集动态装载方法，它的步骤包括：

1)系统上电；

2)装载模块选中外部存储器的控制器，装载模块内含一计数器，计数器当前计数值作为外部存储器的当前地址，计数器初始值为零，即指向外部存储器的全零地址；

3)装载模块根据计数器当前值读取外部存储器当前地址的数据，并存储在装载模块内部的临时寄存器之中，每读取一个地址的数据，装载模块的计数器则对计数当前值进行一次加1操作，即指向外部存储器当前地址的下一个地址；

4)芯片内部有多组位宽及容量各不相同的存储器，装载模块根据当前正在初始化的内部存储器的位宽和容量确定微码指令或启动代码拼接所需读取外部存储器的次数，每读取一次外部数据，都暂存在装载模块的临时寄存器，进行拼接；

5)装载模块将拼接完成后的整组数据写入到内部存储器，同时指向内部存储器的地址进行加1操作，指向下一个内部存储单元；

6)重复3)-5)的步骤，直到处理器的微码指令集(内含微码指令段和启动代码段)写入完成；

7)处理器完成指令集写入后，处理器内部执行指令集中包含的启动代码段。

所述装载模块选取模块优先级可控的总线技术，使装载模块优先级高于主核。

所述外部微码存储器可选取不同位宽的Flash存储器。

所述内部存储器使用SRAM技术或Flash(EEPROM)技术。

本发明的有益效果：

1)在其它平台上运行的Java程序同样可以在该平台上运行，保证上层应用的通用性。

2)针对不同嵌入式应用环境可以对本地指令集进行即时的更新优化，比其它Java处理器更有专用性。如精简指令集，去除该系统无需使用的微码段，使系统有更多空间存放启动用微码程序，即启动代码。或是设计出更为高效的实现字节码的微码段后，可以随时更新原有的相应微码段。

3)可开发用户自定义的本地微码指令段，使处理器效率得以提升。其它已将本地指令集固化在芯片内的处理器无法实现。如嵌入一段时间相加的代码，替代基本的整数相加代码，可以快速实现时间相加。

4)可按照需求开发功能强大的系统启动代码，并且可随时更新。而其它Java处理器若需完成相应内容，必须有操作系统的支持。相比而言，无需操作系统可实时更新的启动代码更为便捷与高效。

附图说明

图1为微码指令集动态加载流程图；

图2为微码指令读写示意图；

图3为微码指令动态装载结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步的阐述。