摘要：分析了开放源码的java虚拟机kaffe的结构、运行机制，并针对dvb(digitalvideobroadcast)数字机顶盒软件架构中对基于java虚拟机的mhp(multimediahomeplatform)中间件研发的需求，研究了将kaffe移植到sti5516处理器和其专用os20操作系统的关键技术，给出了相应的移植方案。对深入了解mhp在数字机顶盒中的应用给出了研究方向和基本思路。
　　关键词：嵌入式系统；java虚拟机；dvb；中间件

1 引言

　　随着现代信息技术的迅猛发展，电视数字化步伐加快了。从一开始的模拟电视到现在的数字电视，不仅大大提高了电视节目的质量，也推动了电视数字化的进一步发展。在各种数字视频广播标准中，欧洲的dvb(digital video broadcast)标准使用比较广泛，它为在同一信道中传输视频、音频、数据提供了一种灵活、高效的方式，可以通过卫星、电缆和地面信道传输高质量的电视节目。同时基于dvb的数据广播标准也能满足人们对于宽带数据业务的要求，如证券信息服务、电子节目、mp3音乐下载、电子邮件、网页浏览等，在现代信息技术领域应用极为广泛。

图一　数字机顶盒架构

　　从图一我们可以看到, 一个完整的数字机顶盒由硬件平台和软件系统组成，可以将其分为4层，从底向上分别为硬件、底层软件、中间件、应用软件。硬件提供机顶盒的硬件平台；底层软件提供操作系统内核以及各种硬件驱动程序；应用软件包括本机存储的应用和可下载的应用；中间件是一种将应用程序与底层的操作系统、硬件细节隔离开来，使应用不依赖于具体的硬件平台的软件环境。这样用户可以在任何厂家的硬件平台上进行应用软件开发，和应用软件下载。而不必介意任何底层的有关信息，保证了机顶盒的开发专业化。这种分层的思想在现代系统设计中十分常见，如大名鼎鼎的tcp/ip协议。中间件通常由各种虚拟机来构成，如html虚拟机、javascript虚拟机、java虚拟机^[1]等。

　　现在广电行业倾向于dvb-mhp(多媒体家庭平台)中间件标准。dvb-mhp基于开放性的java程序语言，具有软硬件兼容性好、可移植成本低、二次再开发功能强等优点，是一种很有发展前途的中间件技术标准。可以相信，java在数字视频广播中的应用将越来越多，我们有必要研究java技术核心—虚拟机，包括其结构、运行机制及虚拟机移植到数字机顶盒平台的关键技术。本文面向采用st（意法半导体公司）sti5516芯片的数字机顶盒平台，将基于数字电视播放(digital video broadcast，dvb)的多媒体家庭平台(multimedia home platform，mhp)规范^[2]进行中间件平台分析，重点研究开放源码的java虚拟机---kaffe在其中的作用和相关的移植技术。

2 平台介绍

name=ole_link2>2.1 硬件平台

　　数字机顶盒硬件平台基于st公司的芯片sti5516^[3]，sti5516芯片集成了cpu内核st20-c2、音/视频mpeg-2解码器、pal/ntsc/secam编码器等。开发板上有8mb的共享内存和16mb的外部内存，4mb的flash，并采用实时处理的嵌入式操作系统os20。

2.2 软件平台

　　一个典型的适用于嵌入式的java运行环境包括以下组件：

　　1．一个java虚拟机。用来将独立于平台的java字节码解释成目标机本地机器码，并执行动态类加载。这可以采取解释执行或实时编译执行（jit）的形式。两者的不同点就在于字节码的执行速度；因为jit避免了重复解释以前执行过的程序块。

　　2．一个标准java类库集，以字节码的形式存在。如果应用程序并不引用任何类库，那这些类库就并不一定要求存在。

　　3．任何类库或虚拟机所需的本地方法(jni)。这些函数是由其它高级语言所写，并和java虚拟机一起预编译，链接。这些函数被用来执行处理器相关或java无法直接实现的功能。

　　4．一个多任务操作系统，用来提供java线程及线程同步机制的底层实现。

　　5．一个垃圾回收线程。垃圾回收周期运行或当动态内存池不能满足分配请求时运行，用来申明那些已经被分配但不再被应用程序所使用的内存。

　　kaffe是一个完整的java实现，它由3部分组成：遵从 personal java1.1规范的 java类库^[4]，java1.1虚拟机和本地动态或静态链接库。kaffe虚拟机源码按以下子目录组织：

　　kaffe---包括了解释器与jit平台无关部分，以及垃圾回收，动态类加载和java runtime environment其它模块的源代码。

　　config---包括了解释器与jit平台相关部分。它按所支持的处理器来划分子目录，里面存放系统相关代码。

　　package---java类库以及任何它所依赖的本地方法。

　　include---在子目录中提供的本地方法的接口定义。这些