Dynamische Adaption in heterogenen verteilten eingebetteten ...

5.3 Kontroll- und Verwaltungsschicht für eine Java-Laufzeitumgebung
Diesen Ansatz verfolgt SUN mit der Java 2 Micro Edition (J2ME), eine Java-Umgebung für kleine
tragbare Geräte. Basis dabei bildet die sogenannte Konfiguration, welche die Fähigkeiten der virtuellen
Maschine und den Umfang der Klassenbibliothek beschreibt. Darauf können dann verschiedene Profile
genutzt werden, wobei Profile weitere Schnittstellen und Bibliotheken für die Anwendungen definieren.
Aktuell werden zwei Konfigurationen definiert. Die erste Konfiguration wird CDC (Connected
Device Configuration) genannt [Sun02]. Sie basiert auf einer vollständigen JVM und unterscheidet
sich hauptsächlich durch eine eingeschränkte Klassenbibliothek. Zielplattformen dieser Umgebung
sind relativ leistungsstarke mobile Geräte wie zum Beispiel PDAs.
Für kleinere Geräte wie beispielsweise Mobiltelefone wurde die CLDC-Umgebung (Connected
Limited Device Configuration) definiert [Sun03a]. Neben einer noch stärker eingeschränkten Klassenbibliothek
wurde hier auch die zugrunde liegende Maschine verkleinert. Fehlerbehandlung, Threadmodell
und das dynamische Nachladen von Klassen wurden eingeschränkt; die Möglichkeit Typen erst zur
Laufzeit zu untersuchen, wird gar nicht angeboten.
Noch einen Schritt weiter geht Sun mit der Definition von JavaCard [Sun03b], eine JVM für
Chipkarten. Die Java-Maschine, die hierbei definiert wird, ist noch stärker eingeschränkt. Hier ist es
nicht mehr möglich Threads zu definieren oder dynamisch Klassen nachzuladen. Neben Diensten wurde
auch der verarbeitete Bytecode eingeschränkt. So ist die Verarbeitung von Fließkommaoperationen nicht
mehr vorgesehen. Tabelle 5.2 zeigt Größeninformationen der Zielplattform der drei Java-Umgebungen.
Geräteklasse CPU RAM (EP)ROM
CDC PDAs 32-bit 100 MHz 2 MByte 2,5 MByte ROM
CLDC Mobiltelefone 16/32-bit 16 MHz 192 KByte 160 KByte ROM/Flash
JavaCard Chipkarten 8/16/32-bit 2 MHz 1,2 KByte 32 KByte ROM
16 KByte EEPROM/Flash
Tabelle 5.2: Zielplattformen für J2ME
Die Tabelle zeigt die Größen- und Leistungsanforderungen an eine Zielplattform für die verschiedenen J2ME Varianten.
J2ME verfolgt den Ansatz, eine geeignete Untermenge der vollständigen Java-Laufzeitumgebung
anzubieten, welche für den Bereich der eingebetteten Systeme relevant ist. Nachteil dabei ist, dass
man die Kompatibilität zwischen den verschiedenen Versionen verliert. So ist nicht gewährleistet,
dass Anwendungen, welche für eine vollständige Java-Umgebung entwickelt wurden, auch auf diesen
eingeschränkten Umgebungen laufen.
5.3.2.2 Anwendungsspezifische Anpassung
Statt die angebotenen Dienste einer virtuellen Maschine von vornherein einzuschränken, kann man
auch eine Laufzeitumgebung bereitstellen, welche exakt die Dienste anbietet, die von der Anwendung
benötigt werden. Man geht von einer vollständigen JVM aus und passt sie dem tatsächlichen Bedarf
des Programms an. Die Anwendung kann ohne Berücksichtigung von Einschränkungen, gegen das
vollständige Maschinenmodell entwickelt werden.
Die Anpassung erfolgt aufgrund einer Analyse des fertigen Programms. Dabei ist es möglich, den
Befehlssatz auf die von der Anwendung verwendeten Befehle einzuschränken. Außerdem kann man
Unterstützungsdienste, welche nicht in Anspruch genommen werden, weglassen.
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