传统的PLC(可编程逻辑控制器)经过几十年的发展,已经广泛的应用在工业控制领域,但近几年随着计算机技术的迅速发展以及网络时代的到来,传统的PLC系统结构封闭,技术更新慢,PLC已经难以应对更高的要求,为解决这些问题而提出的PLC的下一代产品是PAC(可编程自动化控制器)。PAC是国际上自动化领域的研究热点之一,主要是研制一种支持多种I/O类型、逻辑、运动和其他功能的下一代控制系统,是一个满足多领域自动化系统设计和集成的通用开发平台。PAC是系统级的概念,指完整的嵌入式系统,其可分为基于开放式模块化结构的硬件平台和针对该硬件平台设计的软件平台两个部分。本文根据PAC要求和特点,设计研发一款基于嵌入式uCLinux的可编程自动化控制器,本控制器CPU采用Nios II软核处理器,操作系统采用当前流行的嵌入式uCLinux,通过使用片上可编程(SOPC)技术,软件上沿用蓝天数控软PLC技术。本文首先阐述了PAC的演化过程和特点,并对所采用的软硬件协同设计方法展开说明。本文对所设计的PAC中的嵌入式uCLinux操作系统、Nios II处理器、自定义外设、自定义外设驱动和PAC软件设计进行了详尽的阐述;最后,在蓝天数控设计的总线式I/O控制单元上搭建的实验平台,通过定制的实验程序对PAC系统的指令速度、性能和稳定性进行了测试,验证了本文的工作。