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标题: 嵌入式FORTH虚拟计算机的实现 [打印本页]

作者: 520503 时间: 2014-1-10 13:54 标题: 嵌入式FORTH虚拟计算机的实现

关键字：嵌入式 FORTH 虚拟计算机
1.引言
虚拟机最初是美国计算机科学家波佩克(Popek)与戈德堡(Gerald)在虚拟化需求中给出了定义，专指有效的、孤立的真实计算机的副本，现在则指可像真实计算机一样运行程序的软件实现，包括跟任何真实计算机无关的虚拟机。根据运用和与机器的相关性可分为系统虚拟机和程序虚拟机，一个提供了完整的操作系统，另一个则以运行单个计算机程序为主。

在嵌入式应用领域，嵌入式系统相关的CPU芯片和微计算机硬件系统种类繁多，并且不断推陈出新，甚至多核处理器已被普遍采用。但是在新平台上，难以针对每一种芯片或平台制定一种计算机语言来编程。解决的方法一是可采用公共计算机语言，用不同的编译器来生成机器码，但该方法需要具有该语言的编译器，在新平台上往往难以具备。另一种方法即建立一个虚拟机，然后用一个计算机语言，用一个解释器来解释执行。采用该方法，难点在于嵌入式虚拟机的构建，要能够适应多种环境、快速构建、可扩展。

FORTH是一种与众不同的计算机程序设计语言。它具有极强的扩展性，通过字的定义，可实现不断堆叠和扩展。同时，它又具有极好的交互性，指令可解释执行，这就为应用的调试带来了极大的便捷。本文基于FORTH语言，以自主构建的JLPFORTH虚拟平台为例，详细阐述FORTH虚拟机的实现原理和核心实现方法，模拟和实现了通用的交互式计算机结构，实现了真实计算机的典型工作流程[4]，并且一改过去FORTH代码和数据混合存储的方式，在内存的存储上以分段的方式将内存分为CS、VS、DS、SS四个段，分别存储指令和数据，这样，就实现了系统指令和用户数据的分离，有效地提高了代码和系统的安全性，并且调试方便、扩展性强，尤其适合应用于对安全性、兼容性、移植性、扩展性、交互性要求高的嵌入式系统领域。

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