随着集成电路技术的发展，嵌入式系统由于其功耗低、体积小、设计效率高、集成度高、可靠性强、生命周期长等特点，正在被越来越广泛地使用。从网络、系统控制等高性能设备到个人数字助手(PDA)和手机，都可以见到它的身影。Sun公司推出的Java技术，最初就是源于嵌入式系统对体系结构中立语言的需要。Java虚拟机带来的跨平台性、安全性、扩展性、易用性等Java具有的特性，使Java非常适合各种嵌入式系统。 然而，Java虚拟机在带来Java语言多种显而易见的优点的同时也存在着一个很大的缺点——纯软件的Java虚拟机解释执行速度较慢、效率低。这无疑妨碍了Java技术走向广泛的应用。硬件加速Java的执行是目前解决这一问题较好的方案。 本文针对家庭网络这个具体的32位嵌入式系统的特点，选取Java卡虚拟机(JCVM)这个Java平台优化的子集；采用软硬件协同的方案设计一个Java协处理器，用不太大的硬件代价加速Java字节码(JBC)的执行。制定了详细的软硬件协同工作方案，根据方案对软件协处理器和硬件协处理器进行合理划分。硬件电路对部分JCVM指令加速执行，设计只修改原处理器的取指通路，与处理器耦合程度低，设计周期短。硬件协处理器实现过程中采用流水线结构、指令预取、指令折叠、寄存器管理等设计优化方案来进一步提高电路速度。 本文对系统进行了软硬件集成。并就一些具体的Java应用程序对系统进行了功能仿真、性能分析和FPGA验证。