随着微电子工业的不断发展和现场可编程逻辑门阵列FPGA(Field Programmable Gate Array)技术的不断提高,片上可编程系统SOPC(System On a Programmable Chip)技术逐渐成为嵌入式系统技术发展的新方向。论文紧跟嵌入式系统的发展趋势,在认真深入研究了国内外SOPC领域的最新资料后,针对传统的嵌入式系统开发方法的局限,探究了基于SOPC的软硬件协同设计方法,选择了Xilinx公司的基于MicroBlaze处理器软核的可编程系统进行研究。基于以上理论研究,论文在Xilinx的Spartan-3E的FPGA上实现了一个嵌入式的SOPC系统――电力采集显示系统。在系统实现的过程中,说明了此种SOPC系统的硬件设计方法和软件开发流程。重点阐述了针对应用而创建的片上系统的层次结构和设计过程,以及应用外设IP核的设计方法和应用软件的程序流程,给出了系统的实现方法。同时论文还介绍了实时操作系统uC/OS-II的特点及它在MicroBlaze上的移植,研究了实时操作系统下的软件开发方法和流程。通过硬件设计和软件编程,最终构建了满足设计需求的SOPC系统。相对于传统的嵌入式系统解决方案而言,本课题所采用的SOPC系统解决方案缩短了开发周期、减少了器件数目、提高了系统可靠性。使系统易实现、易升级、易移植,具有较强的适应性和可扩展性。