傳統的嵌入式產品只能實現某種特定的功能，不能滿足用戶可變的豐富多彩的應用需
求。為解決這個問題，本文設計并實現了一種使用Java 作為軟件平臺的基于FPGA 的可編程嵌入式系統，以實現系統對多種本地應用和網絡的支持。
關鍵詞：ASIC, FPGA，HW method，Java
傳統的嵌入式系統設計的主要目標是找到一種優化的體系結構來完成單一的，特定的功
能。對這樣的系統來說，ASIC 和核心處理器是作為特別的構件模塊加以考慮的：設計者根據應用的要求選擇適當的ASIC，根據給定的性能要求比如處理器主頻，系統穩定性，以及對功耗的要求等選用適當的處理器內核。
然而，在當今移動通信已經進入每個人的生活的今天，現在的嵌入式系統比如PDA 等已
經不同于傳統意義上的嵌入式系統了，它們有自己的獨特特點。客觀需要要求它們能夠支持多種應用功能如網頁瀏覽，播放音頻/視頻文件，以及進行無線網絡通信等。
這樣看來，傳統的設計思路因為只面向單一的應用，無法滿足多應用嵌入式系統的需求。
而解決這一問題的良好途徑便是向嵌入式系統引入可編程能力，以使得系統能夠根據用戶的不同要求實現對不同應用的支持。
為了向系統中引入可編程能力，我們考慮在系統中嵌入FPGA，因為FPGA 具有下列特點，使得它成為我們的首選：
1.現在的FPGA 的處理能力和邏輯容量已經接近于專用ASIC，功耗也比較低，能夠滿足
我們系統設計的要求；
2.由于FPGA 具有的可重編程能力，使用了FPGA 的嵌入式系統能夠滿足各種不同的應用
要求；
從嵌入式系統管理的角度來說，對網絡通信的支持也是很有必要的，也是很有特色的一
個應用，因為它使得從遠端服務器下載新的應用程序并在本地運行成為可能。為實現對這個功能的支持，我們采用Java 作為軟件平臺。因為Java 運行在Java 虛擬機之上，它能夠下載并執行新的應用程序代碼，并且無需在下載后重新啟動系統。
綜上所述，這個新的嵌入式系統是基于Java 的，有一個FPGA 和標準處理器相連。我們
通過網絡下載Java 代碼和可以對FPGA 進行編程的比特流。該系統也支持對FPGA 的動態重新配置。為了實現硬件（FPGA）和軟件（Java 應用程序代碼）之間的通信，又定義了一組本地API，以使得從Java 應用層能夠訪問到底層的硬件。為了調用這些本地API，采用了Java 本地接口（JNI）。在本文中，將一些Java 函數（Java method）用FPGA 可編程硬件來實現，稱之為硬件方法（HW method）。