目前,EPA协议栈的实现是基于ARM嵌入式处理器和μC/OS-Ⅱ等嵌入式操作系统的。软件实现方法存在时钟同步精度不高,通信调度性能没有充分发挥,协议栈的稳定性也有待加强等问题。而专用EPA通信芯片的引入将很好的解决上述问题。目前芯片设计通用的方法是采用FPGA来实现芯片功能,完成芯片原型的开发与验证。本文在深入研究EPA协议的原理和硬件实现方法的基础上,提出一种基于FPGA的EPA协议栈的实现方法。主要研究内容及创新点包括以下方面:1、以ATMEL AT91R40008微控制器和ALTERA CycloneⅡFPGA为核心控制芯片,设计了一套EPA协议栈的FPGA开发平台。并开发了基于该平台的网卡AX88796L驱动程序。2、完成了PTP时钟同步算法设计。并提出了一种基于加权最小二乘法的从时钟频率自补偿算法。该算法采用从时钟频率自补偿算法解决了每两次PTP同步之间时钟漂移偏差逐步扩大的问题,并引入加权最小二乘法来求取频率自补偿算法中的动态补偿值。测试结果表明,算法的引入显著提高了PTP的同步精度,同步精度达到1us。3、开发了EPA通信调度算法。针对目前EPA通信调度算法软件实现方法中存在的内存资源耗费多,通信调度表搜索效率低的问题,提出了一种基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的硬件实现方法。该实现方法采用了一种报文集中存储,通信调度表分别构建的策略,并在此基础上设计了一种并行处理的调度表搜索方法。该设计方法减少了内存资源的占有宰,将报文搜索效率提高了9倍,通信调度性能提高了1倍。