現(xiàn)在Java技術(shù)十分流行，發(fā)展勢頭強(qiáng)勁，而且在SUN公司推出了J2ME平臺后，眾多移動式系統(tǒng)都紛紛支持Java應(yīng)用程序。由于Java已經(jīng)成為了業(yè)界公認(rèn)的通用網(wǎng)絡(luò)語言，具有超強(qiáng)的跨平臺性，所以Java這種Write once，Run anywhere的特性被目前幾乎所有的手機(jī)系統(tǒng)開發(fā)商所承認(rèn)并運(yùn)用。無一例外，當(dāng)今的智能手機(jī)操作系統(tǒng)都支持KJava技術(shù)。為了保證手機(jī)操作系統(tǒng)支持運(yùn)行Java程序，需要將Java虛擬機(jī)移植到手機(jī)操作系統(tǒng)上。由于手機(jī)這種移動式信息設(shè)備都采用小容量的Flash和RAM，所以就要求虛擬機(jī)體積更小，實時效率更高，故這種Java虛擬機(jī)被稱為KVM(K Virtual Machine)。

　　由于J2ME是以消費性產(chǎn)品為目標(biāo)而設(shè)計的Java運(yùn)行環(huán)境，專門針對移動電話、數(shù)字機(jī)頂盒和汽車導(dǎo)航系統(tǒng)，因而影響力巨大。本文將研究在MTK手機(jī)操作系統(tǒng)上實現(xiàn)嵌入式Java。整個J2ME運(yùn)行平臺包括Java應(yīng)用的下載、安裝、運(yùn)行及觸摸屏支持等一系列功能。

　　1 相關(guān)技術(shù)研究

　　1．1 J2ME平臺

　　現(xiàn)在的Java系統(tǒng)是一個全方位的開發(fā)、運(yùn)行平臺，可以在任何計算環(huán)境中實現(xiàn)。在嵌入式系統(tǒng)，SUN公司推出了J2 ME(Java 2 platform Micro EdiTIon)。

　　J2ME是Java 2標(biāo)準(zhǔn)版本的微型版本，支持各種各樣的消費類產(chǎn)品和嵌入式設(shè)備，如移動電話、PDA、互聯(lián)網(wǎng)可視電話、數(shù)字機(jī)頂盒、車載娛樂和導(dǎo)航系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備以及信息家電等。J2ME是為了那些使用有限的能源、有限的網(wǎng)絡(luò)連接(通常是無線連接)以及有限圖形用戶界面能力的設(shè)備開發(fā)的。

　　J2ME體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中簡表層、配置層和Java虛擬機(jī)是J2ME的組成部分。J2ME是一個簡化的Java，是針對各種不同的低端設(shè)備而設(shè)計的。為了滿足各種環(huán)境，J2ME設(shè)計了簡表一配置規(guī)范。配置是一個語言特性和核心類的配置規(guī)范，針對不同的環(huán)境(內(nèi)存、顯示、網(wǎng)絡(luò)連接和處理能力) 給定不同的配置。也就是定義了該環(huán)境的Java語言子集和核心類庫，虛擬機(jī)開發(fā)者遵照此配置來開發(fā)虛擬機(jī)。最著名的兩個配置是連接設(shè)備配置(CDC)和連接有限設(shè)備配置(CLDC)。

　　CLDC包括K虛擬機(jī)(KVM)和一組核心類庫，主要是針對用戶接口簡單、內(nèi)存較小、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行時連時斷以及帶寬較窄的小型無線設(shè)備。其中KVM是JVM的一個實現(xiàn)，特別用于移動電話、PDA等設(shè)備。

　　簡表是針對相同配置的不同特性而開發(fā)的擴(kuò)展類庫，它提供給開發(fā)者在特定類型設(shè)備上開發(fā)的類庫。例如，移動信息設(shè)備子集MIDP(Mobile Information Device Pro—file)綜合考慮了移動設(shè)備的屏幕和內(nèi)存限制，定義了J2ME適用的硬件和軟件框架，并提供了這個框架要實現(xiàn)的基本功能及標(biāo)準(zhǔn)接口；應(yīng)用開發(fā)者可以基于這個框架開發(fā)出各種應(yīng)用。MIDP 2．0定義了一系列軟件接口，包括基本輸入輸出、圖形用戶接口、網(wǎng)絡(luò)、事件機(jī)制、文件系統(tǒng)、應(yīng)用管理系統(tǒng)、游戲接口、聲音輸出接口和安全機(jī)制。

　　由于CLDC的設(shè)備資源受到限制，所以SUN公司專門開發(fā)了一個新的虛擬機(jī)KVM。Sun公司于2000年公布了KVM的參考實現(xiàn)，采用解釋執(zhí)行字節(jié)碼的Java虛擬機(jī)。與編譯執(zhí)行相比，解釋執(zhí)行的Java虛擬機(jī)在移動通信設(shè)備上具有顯著的優(yōu)點：虛擬機(jī)占用移動通信設(shè)備非易失性存儲空間比較小；虛擬機(jī)運(yùn)行時占用RAM空間比較小；解釋執(zhí)行核心代碼量小；字節(jié)碼占用RAM空間比較小；實現(xiàn)難度低，可移植性好。現(xiàn)有的具有KVM支持的移動通信設(shè)備大多是基于該參考實現(xiàn)的。

　　1．2 MTK系統(tǒng)

　　MTK方案是臺灣聯(lián)發(fā)科技公司提供的手機(jī)解決方案。近70％的國產(chǎn)手機(jī)采用MTK的芯片和平臺。有資料顯示，2007年MTK手機(jī)芯片出貨量高達(dá) 1．5億片，全球市場占有率近14％，僅次于德州儀器及高通公司。若只計算MTK進(jìn)入全球GSM手機(jī)芯片的市場規(guī)模，大約省7億～8億部手機(jī)，市場占有率已高達(dá)20％以上，排名僅次于德州儀器公司。

　　在目前MTK市場上，MTK6225平臺占據(jù)主導(dǎo)地位。該系統(tǒng)的主要功能如下：

　　①任務(wù)管理。系統(tǒng)任務(wù)采用靜態(tài)創(chuàng)建方式，靜態(tài)配置任務(wù)優(yōu)先級、棧大小、任務(wù)全局唯一ID等；不提供動態(tài)創(chuàng)建Task的方式；任務(wù)內(nèi)部以及任務(wù)之間的通信通過內(nèi)部事件隊列和外部事件隊列完成。

　　②內(nèi)存管理。平臺不提供動態(tài)分配內(nèi)存的方式；應(yīng)用程序需要使用動態(tài)分配內(nèi)存時，可以采用以下幾種方式：與系統(tǒng)其他模塊共享內(nèi)存，典型的是使用MED 模塊的內(nèi)存；定義一個靜態(tài)數(shù)組，交給系統(tǒng)adm托管，然后調(diào)用kal_adm_alloc、kal_adm_free等內(nèi)存操作函數(shù)實現(xiàn)動態(tài)內(nèi)存分配；定義一個靜態(tài)數(shù)組，應(yīng)用自己實現(xiàn)基于此數(shù)組的分配和管理，也就是實現(xiàn)自己的內(nèi)存管理模塊。