近年來，智能卡已經越來越廣泛地應用于社會生產、生活的各個領域，相關技術也得到了迅猛發展。Java技術具有安全、簡單、即時編譯和跨平臺的眾多優點，將Java技術運用于智能卡的開發領域，已經成為智能卡技術發展的熱點。Java卡是一種能運行Java應用程序的智能卡，支持部分Java編程語言，是Java技術和智能卡的一個成功結合。Java卡技術的核心是Java卡虛擬機JCVM（Java Card Virtual Machine）。不同于一般的Java虛擬機，由于受到智能卡存儲與處理能力的限制，JCVM的可用資源非常有限。通常JCVM對于內部資源的管理和使用非常嚴格。
　　1 JCVM和相關技術簡介
　　由于智能卡的可用資源非常有限，不可能在智能卡內實現JCVM的全部功能，所以，通常將JCVM分為卡外虛擬機和卡內虛擬機兩部分。卡外虛擬機可運行于一般的PC或SUN工作站上，主要工作是將由Java語言編寫的class文件轉換成為字節碼形式的CAP文件。而卡內虛擬機在智能卡內部實現，負責裝載、執行字節碼和支持Java語言。下面所說的JCVM主要是指卡內虛擬機部分。Java卡應用程序的開發和其他Java應用程序的開發在最初階段基本相同，開發者編寫若干Java類源代碼，利用Java編譯器編譯成類文。然后，將相應的類文件用Java卡轉換器轉換成為CAP文件，CAP文件相比起類文件更加緊湊、短小，將其下載到卡內虛擬機。卡內虛擬機執行CAP文件中的代碼，完成應用的安裝，使應用處于能夠被卡內虛擬機執行的狀態。
　　對于JCVM的載體，Java卡的系統結構如圖1所示。
　　
　　Java卡系統主要由三個部分組成：COS和本地方法層、JCRE、Java卡應用程序。其中，JCRE包括JCVM、Java Card API和企業添加類。
　　在系統結構圖1中，位于最下層的COS和本地方法層主要用于對智能卡的硬件進行管理和操作。JCRE是Java卡的核心部分，主要工作是維護Java卡系統運行時的環境，同時也負責應用的執行和安全。JCVM是完成Java程序字節碼解析和執行的主要部分。最上面的是Java卡應用程序。Java卡允許一卡多用的存在，當卡中有多個應用時，應用需要通過被選擇，才能處于工作狀態，其程序字節碼才能通過JCVM進行解析和執行。
　　從圖1所示可以明確得到JCVM在Java卡內所處的層次關系。JCVM本身是JCRE的一部分。JCVM通過調用COS提供的命令和一些本地方法，控制硬件的運算、存儲等操作。JCVM被各個Applet通過企業添加類和API調用，執行應用程序的字節碼。
　　2 JCVM實現難點
　　對于JCVM棧與幀結構的實現，主要難點可以歸結為以下幾點：
　　（1）智能卡因為其受到存儲空間的限制，需要一套科學有效的管理和利用方案，以保證存儲空間的高效使用。
　　（2）JCVM中棧與幀的結構設計，需要做到既能高效地利用有限的空間，同時又能保證Java應用程序正常執行。
　　（3）在棧中，如何實現幀的創建和銷毀，這并非只是簡單地申請空間或釋放空間的操作，而且還包括整個程序執行過程的相關動態鏈接、全局控制等數據的處理。
　　（4）如何符合規范地進行幀內部數據的處理。
　　下面將就這些實現難點進行分析，提出設計思路和解決方案。