Java技术在嵌入式系统中的作用探究

周锐棠

（东莞理工学院城市学院 广东 523000）

1 对Java的相关分析与阐述

1.1 Java的发展历程

Java语言是1995年5月由Sun公司提出来并率先进行研发的。Java平台不仅包含了JVM，应用于虚拟机系统外，还拥有Java应用编程接口的Java API。

JVM被认为是一种抽象化的计算机，是在操作系统的基础上进行运行的，另外在JVM使用时，还可以将其与Java的字节线进行执行起来。所有的Java应用程序都可以在不同类型的平台上来进行执行。Java及Java API的函数类库，存在了基本核心库与各种外加功能的扩展类库。

另外在1998年12月8日的时候，Sun公司再次推出一个新版本的JDK（Java Software Development Kit），它不仅对原有的版本进行了升级，还对Java的平台做到了进一步的完善。

1.2 Java的内容包含及组成

Java 2是由15个核心技术所构成的一个平台，因此该项技术包含了15个核心的API。这15个核心都是Java 2得以应用的关键部分。和原来的JDK进行相比较，此种平台在使用的过程中更加具有优势，能够体现出更好的安全性、稳定性及与企业级系统间的互动性。

另外，新的Java还根据对软件及对硬件的需求不同，因此在使用的时候具有四个不同的版本，其中分别是J2MM、J2SE、J2EE及Java Card Platform。Java程序是为了能够在嵌入式设备中得到应用而进行开发，目前Java具有的J2ME及Java卡功能，使得java语言在嵌入式系统的开发过程中得到了广泛的应用。

2 对Java卡的相关介绍

作为Java平台存在的最小的子集，Java卡是一种具有特殊性能的智能卡。其中智能卡包含两大类，第一类是储存卡，另一类是微处理卡。储存卡在使用的过程中，能够起到储存数据的作用，而微处理卡能够在使用的过程中对数据进行有效的处理。

Java卡是智能卡的一种操作系统，使用通用的编程语言与系统接口能够对不同类型的智能卡的进行的操作系统及硬件设施进行区别。另外Java卡还可以为开发者提供API，为程序开发者提供了较大的方便。目前智能卡得不到广泛应用的原因是因为缺乏一套统一的标准。因此为了能对这个问题进行解决，工业界对Java卡进行使用，使得Java程序能够得到有效的运行，另外还制定了相关的Java卡的技术标准及规范。

3 J2ME的相关介绍与应用

3.1 J2ME的介绍

Sun公司为了能够在电子产品中对相关程序的应用，因此研发出了Java编程语言，其中J2ME实现在设备上开发程序的功能。目前J2ME具有两种配置层，其中一种是面向连接设备配置的配置层，其是一种典型Java虚拟技术的使用，它在使用的时候，包含了虚拟机具有的所用功能，因此可以在一些具有内存的设备中使用，另外还可以实现在高档电子产品及嵌入式设备中使用的目标。

3.2 J2ME的应用

MIDP与CLDC能够为移动电话的应用程序使用提供了一个良好的环境。对于 MID框架来说，其主要的核心部分就是MIDet应用程序，因此所有的应用程序都对MIMlet做到了有效的继承，这是为了能够让应用程序可以受到MIDlet的控制，并且能够让应用程序具有检索属性及能够应对状态而带来的变化。对于MIDlet类的程序来说，其具有调用、暂时、重新启动及终止等多方面的功能。另外在程序管理的应用软件中，还可以开展对多个MIDlet活动的应用。另外MIDlet还可以根据自身的状态来进行改变，并且将这些改变都能够及时向应用程序的管理软件进行反应。

4 Java能够在嵌入式系统中得以运用的原因分析

运行Java虚拟机（JVM）解释Java字节码，这种方式对大多数嵌入式应用来说占用空间过多，运行速度过慢。不过 Sun的Java 2 Micro Edition（J2ME）改变了这种状况。

对嵌入式系统设计师来说，Java有许多优点。作为一门编程语言，Java允许面向对象编程，又没有C中存在的严重问题。Java运行时环境还提供了有用属性。Java提供的内存管理功能使得编程人员不必分配及释放内存。运行时环境甚至可以通过整合核心类库来简化程序分配。但大多数嵌入式应用面临Java没有处理好的两大约束：没有足够的空间和时间。

4.1 提高开发效率和可维护性

在项目的整个生命周期中，Java环境大大的简化了开发和维护。由于目标环境是建立在一个虚拟机上，代码可以很容易的编写、调试、分析、更改、维护。加上将来要连接的外接设备，未来的系统可能比目前的嵌入式系统复杂很多。升级手册也许不会在整个项目的生命周期中都能起到作用。取而代之的是，硬件设备的可连接性使得能够远程管理模块，这样就保证了开发人员能在产品上增加新的性能，同时解决了在产品生产后软件升级和维护的问题。

4.2 重复利用代码

随着嵌入式技术的成熟以及系统本身变得更大更优化，很多人开始对于把一个产品的模块甚至是全部的应用程序用到另一个产品感兴趣。这种可重新利用性使得"一次开发，多次利用"成为了可能。Java环境使得一个模块可以只要做很少的工作就可以适应多个项目和平台。甚至包括有时客户需要一个新的目标板，或者采用新的硬件（CPU或外设）和软件，或者使用不同的Linux都可以进行移植。

4.3 集成Java代码和源代码

使用源代码明显是指应用程序的多可用性以及代码的重利用能力。在Java应用中，一个设计很好的界面，或者虚拟机，或者是底层的硬件都可以很好的兼容到嵌入式系统中。尽管无法移植，对于很多功能和硬件界面来说，在本地环境下开发的代码也许仍然是最好的解决方案。在C、C++或者汇编语言中，加入标准的通信、接口模块、用户界面、安全特性会花费很多时间与金钱。与之相比较，Java的基本库本身就提供了这些东西甚至还更多，这样就可以加速开发。

5 结语

Java语言在编程及系统的开发上都具有强大的功能，它具有的稳定性、兼容系及可植入性的各种性质，让它能够在嵌入式系统中得到了充分的应用。在嵌入式系统在开发时所需要的很多需求，Java语言都能够做到有效的满足。另外Java语言中Java卡及J2ME的开发，使其在嵌入式系统得到了更有效的应用。为了实现对Java语言的充分应用，因此在未来，我们还需要进一步对Java语言进行开发，实现嵌入式系统的进一步发展。

[1]张辉，曹家琏，韩天柱.J2ME在嵌入式系统中的应用开发[J].电脑知识与技术.2009年01期

[2]郭凯民，魏启明.基于 J2ME的嵌入式公交查询系统的研究与实现[J].福建电脑.2009年02期