EPA现场设备是广泛应用于工业现场,实现信号采集、变换、处理、分析、存储与传输,并对生产过程进行控制的重要工具,而嵌入式EPA协议栈是EPA现场设备的重要组成部分,因此研究与开发基于嵌入式的EPA协议栈对于验证EPA总线标准和实现EPA控制系统有着非常重要的意义。传统的嵌入式EPA协议栈是基于单片机或ARM开发,这种开发方式,不仅开发周期长,资源浪费严重,而且可移植性、可升级性及可扩展性较差。因此,为了解决上述问题,论文采用SOPC技术设计开发EPA协议栈,以便于减少芯片的数量和增加系统的可编程、可升级性。本文主要内容包括:①在对EPA标准及其通信特点深入理解和分析的基础上,设计并实现了可移植的EPA协议栈,包括EPA精确时间同步、链路层确定性调度等关键技术。②研究了SOPC中的软硬件协同设计技术及自顶向下(TOP-DOWN)的设计思想,根据EPA现场设备的通信要求,提出了实现EPA协议栈所需要的最小硬件系统设计方案,并在Ateral公司生产的EP1C12Q240C8芯片上实现了该最小系统。③为了解决在传统51芯片中串口通信资源有限的问题,论文采用Verilog硬件描述语言设计完成了UART IP Core,相对于51芯片串口资源,本文设计的串口集波特率发生器和收发模块于一体,节省了芯片中的定时器资源。④根据Nios II软核的特点,提出并部分实现了基于Nios II软核的EPA协议栈设计方案,在该方案中采用μC/OS-II操作系统+LWIP(Light Weight IP)协议栈的设计模式作为EPA协议栈的软件运行平台,以提高系统软件的实时性及可移植性。最后,在实现了EPA协议栈和SOPC平台的基础上,设计了相关测试方案,测试结果表明本文设计开发的EPA协议栈符合EPA标准,SOPC平台运行稳定,以上两部分工作的完成为在FPGA芯片中实现EPA协议栈奠定了基础。