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虚拟机技术的出现,满足了人们不断增强的计算需求,确保了各种平台上的应用的正确性与可靠性。资源受限的智能卡领域,Sun公司为其开发平台制定了Java卡开放标准。支持Java卡标准的智能卡具备平台无关、多应用适应性、兼容现行标准的优势而相比传统智能卡而言前景更好。Java卡虚拟机是Java虚拟机的子集。Java虚拟机的性能问题主要包括：编译器耗费时间、编译器自适应优化、Java虚拟机的硬件支持、FPGA (Field Programmable Gate Array)应用等方面。IP核(Intellectual Property)经Aval on交换式总线互连成的SOPC (System On Programmable Chip)系统,在并行数据处理、现场可配置性、可扩展性方面有着良好表现,具有广泛的嵌入式应用前景。本文针对Java卡虚拟机的FPGA硬件支持问题,提出并实现了一种IP软核及SOPC系统模型,完成的主要研究内容如下：1.根据面积与时序受限的智能卡本质,借鉴Java卡虚拟机规范化指令系统,以微序列解释执行字节码的微体系结构为架构,提出了Java卡虚拟机软核实现方法。软核采用VHDL完成RTL (Register Transfer Level)模型。功能仿真与时序验证实验结果表明软核指令执行、面积与时序指标满足Java卡虚拟机规范标准。2.采用Aval on主接口信号命名规则的顶层封装,提出了面向Java卡虚拟机软核的SOPC Builder元件设计方法。读／写传输实验的时序波形图表明元件主接口符合Avalon基本传输方式。3.提出了SOPC Builder运用于通用系统开发的一种方法,构建了面向Java卡虚拟机的SOPC原型系统。SOPC Builder系统级仿真实验结果验证了Java卡虚拟机功能,为系统的下一步研究提供了平台。实现的IP软核方便移植,可以为同类IP研究提供参考。借助可编程片上系统平台,Java卡虚拟机系统能获得更高执行效率与灵活性的功能扩展支持。