随着计算机技术、传感器技术和通信技术的发展，微型化、智能化和网络化成为传感器的未来的主要发展方向。基于多种现场总线技术的智能传感器已得到广泛应用，但是过于细分的现场总线市场却又阻碍了智能传感器网络化的步伐。为了解决这个问题，IEEE 1451标准力图开发一种传感器与各种网络间的标准连接方案，它把网络传感器划分为智能变送器接口模型(STIM)和网络使能应用处理器(NCAP)两个模块，本文对IEEE 1451.2标准和它定义的STIM进行了研究。 STIM是一个典型的混合信号SOC，目前的混合信号设计还停留在模拟加数字的阶段，而VHDL-AMS作为统一的硬件描述语言，能够提供真正支持混合信号的建模和仿真平台，本文通过对分布式传输线的建模，深入研究和分析了VHDL-AMS语言的理论基础和建模方式。 IEEE 1451.2标准规定的STIM在功能结构上可以继续划分为变送器通道和接口控制电路，前者是混合信号系统，而后者则是纯粹的数字电路，本文用硬件描述语言作为统一的设计手段，对两者分别进行设计描述。 在变送器通道的设计过程中，本文选用压力传感器通道作为设计对象，在对器件的原理和功能进行充分理论分析的前提下，分别建立了压力传感器、运算放大器和∑-△A/D转换器等主要器件的VHDL-AMS模型，仿真结果表明模型能够真实地反映器件的理想和非理想特性。混合电路的性能容易受到各种噪声的影响，本文建立了基于Box-Muller变换的白噪声VHDL-AMS模型，并进而完成了热噪声和时钟抖动噪声的建模。最后以这些子模型为基础，搭建了包括信号采集、调理和转换等模块的压力传感器通道模型。由于对模拟电路和数字电路使用了统一的硬件描述语言，系统设计的可移植性和前期验证能力都得到了增强。 通过对IEEE 1451.2标准的深入分析，提出了STIM接口控制电路的模型，同样是基于硬件描述语言，本文结合IC设计领域流行的IP复用技术，将专门为STIM设计的部分子模型和其他一些通用的IP核整合在一起，在FPGA上实现了接口控制电路的硬件设计。本文同时也进行了上层软件的编写，最后借助于SignalTap Ⅱ等先进的测试手段，对接口电路的数据交换、通道控制等功能进行了验证。