Java技术在嵌入式系统中的应用（2） 源代码, 编译器, 嵌入式, Java, 技术

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Java卡的应用程序可以用一般的Java编译器来编译。但是由于智能卡只有有限的存储器资源和计算功能，Java卡上的应用开发与普通的 Java程序开发有很大的不同，很多Java语言的特性在Java卡应用的开发中都不能使用。Java卡的应用开发(在Windows系统下)过程如下：
①安装JDK和Java Card 2.1.1 Development Kit;
②设置有关环境变量;
③编辑Java源代码，可以使用任何Java代码编辑工具;
④编译Java源代码，用Java编译器编译Java源代码，生成class文件;
⑤生成Cap文件，在Java卡上不能直接运行class文件，必须用Java卡转换器(converter)、把class文件转换为Cap文件;
⑥安装Applet,用PC机和与之相连的读卡器把Cap文件安装到Java卡上。
图2为Java卡应用开发过程示意图。
(6)Java卡在移动通信领域的应用
SIM(用户识别模块)作为一张内含大规模集成电路的智能卡，目前主要用于GSM手机。最初SIM卡主要用来存储一些个人身份认证和识别信息，例如IMSI、鉴权密钥等。SIM卡不能向手机发出命令。1998年ETSI(欧洲电信标准化委员会)制定了STK卡(SIM应用工具箱技术)的技术规范，大大增强了SIM卡的能力。STK卡上可以安装运行应用程序，可以向手机发出命令，例如在手机上建立新的菜单。SIM卡还可以收发短消息甚至发起呼叫。这样就可以在SIM卡上运行客户端的软件，通过短消息与服务器交互，同时通过菜单为用户提供友好的界面。
尽管STK对SIM卡的使用方法进行了标准化，但是各个制造商仍旧使用自己的开发工具为自选的芯片掩膜，因此引入开放的SIM卡开放平台成为必要。ETSI已在其协议中增加了有关Java Card的内容。GSM SIM卡采用Java Card API在保证安全的同时提供开放的SIM开发，使得STK应用在不同制造商的SIM卡上运行。在开发过程中，软件开发商可采用开放的开发工具，开发出与 Java兼容的SIM卡应用程序。
ETSI的协议GSM 03.19是STK Java卡的技术标准，规定了STK Java卡的体系结构。最底层是JCRE和GSM文件系统。之上是GSM框架，提供了一些供Applet接入GSM文件系统的API。在GSM框架之上是 SIM Toolkit框架，负责Applet的触发、注册、安装和卸载，主动式命令的处理，Applet的安全性管理。
3 J2ME
(1)J2ME简介
J2ME是Sun公司为资源有限的设备上使用Java编程语言而设计的，使用在各种各样的消费电子产品上，例如智能卡、手机、PDA、电视机顶盒等。J2ME平台是建立在Java编程语言上的，可为资源有限的设备提供最大的功能。
J2ME目前有两种配置层。一种是"面向连接的设备配置"CDC(Connected Device Configuration)，它采用典型的Java虚拟机技术。这种全功能的虚拟机包含了基于台式机系统上的虚拟机的所有功能，适用于拥有至少几兆字节内存的设备。它的目标是高档的消费类电子产品和嵌入式设备，例如智能通信器、高级"智能"寻呼机、智能个人数字助理(PDA)以及交互式数字电视机顶盒。对于无线设备和其它内存不足的设备，J2ME采用"面向连接的受限的设备配置"CLDC(Connected Limited Device Configuration)技术。
(2)J2ME对硬件的最低要求
CDC与CLDC对硬件平台有不同的要求：
CDC-32位的微处理器，大于2MB的存储器。
CLDC-16位或32位处理器，大于128KB的存储器。
(3)J2ME软件体系结构

图3所示为J2ME软件体系结构。
Java Virtual Machine Layer(Java虚拟机层)是Java虚拟机的一个实现，它是为特定设备的主机操作系统定制的，而且支持一个特定的J2ME配备。CDC配置的JVM是CVM(C虚拟机)，CLDC配置的JVM是KVM(K虚拟机)。
Configuration Layer(配置层)定义了Java 虚拟机功能和特定类别设备上可用的Java类库的最小集。从某种程序上说，一个配置定义了Java平台功能部件和库的共同性，开发者可以假设这些功能部件和库在属于某一特定类别的所有设备上都是可用的。
Profile Layer(框架层)定义了特定系列设备上可用的应用程序编程接口的最小集。框架在一个特定的配置上面实现，在配置层上增加适用特定规格的配置文件，如 MIDP就是用于移动终端的配置文件。应用程序是针对特定的框架编写的，因此可以移植到支持该框架的任何设备上，一个设备可以支持多个框架。
(4)J2ME API
CDC提供支持全兼容Java 2虚拟机所必需的最小API集。这一API集包括所有为CDC定义的API和针对文件I/O、网络连接、高级完全性、对象序列等API。其中 Java.io支持系统输入与输出，Java lang Java提供编程语言基本类，Java.lang.ref包括了一些特别参考类，Java.lang.reflect提供对反映的支持，Java.math支持数学运算，Java.net提供用于网络连接的类和工具，Java.security提供完全支持，Java.security.cert提供证书支持，Java.text提供文本处理类，Java.util包括集合、日期和时间支持等各种实用工具类，Java.util.jar提供Jar文件支持，Java.util.zip提供Zip文件支持，支持Javax.microedition类属连接。
由于MIDP/CLDC API将在一个性能有限的设备上运行，因此Java的一些功能被取消或修改。Java.lang、Java.io、Java.util包是J2SE包中标准类的一个子集。Javax.microedition.io包提供了对网络连接的支持，Javax.microedition.io包中的主要对象是 Connector类。可将该类强制转换为不同的连接类型，例如HttpConnection。Javax.microedition.lcdui提供了用于定义midlet用户接口的类。Javax.microedition.rms包用来在设备上实现一个临时存储数据库，当然该数据库的存储和获取信息的性能受到设备的限制。Javax.microedition.midlet中包含有MIDlet的类。MIDlet类执行midlet的生命周期，并且提供getAppProperty(key)方法来由应用属性中获取信息。应用属性设置在jad(Java应用程序描述器)文件中。
(5)Java卡在移动通信领域的应用
CLDC和MIDP为创建移动电话应用程序提供了完整的环境。MID框架的核心是一个MIDlet应用程序，所有应用程序MIDlet都继承 MIMlet类，以允许应用程序管理软件对MIDlet进行控制、从应用程序描述符检索属性以及对状态变化进行通知和请示。MIDlet类提供了用于调用、暂停、重新启动和终止MIDlet应用程序的API。应用程序管理软件可以在运行时环境内管理多个MIDlet的活动。此外，MIDlet可以自己发起一些状态变化，并把这些变化通知给应用程序管理软件。