物联网作为一个正在快速发展的新兴信息技术领域，于20世纪90年代末被提出时就受到了全世界政府、企业和相关学者的重点关注。物联网协议的传输特点为短距离、低功耗、高速率，其低功耗要求不仅是评价物联网性能的重要指标，更是制约节点寿命的重要原因。因此，设计针对物联网协议的低功耗处理器对于提高节点寿命，优化物联网性能是至关重要的。考虑到通用处理器在功能覆盖上有很大优势，但是整体性能不佳。同时，ASIC虽然具有优秀的性能，但是只能针对一种应用，不具有可编程性。因此，将专用处理器设计应用于物联网基础协议，能够在满足应用域所需功能覆盖的前提下极大的降低处理器功耗，增加节点寿命的同时优化性能。而设计高性能、高效率的指令集是专用处理器设计的关键技术之一。本课题研究并实现了面向物联网协议的专用处理器指令集设计。首先，本文对物联网及专用处理器的背景及国内外研究现状进行归纳。然后，通过结合函数分析工具以及对物联网基础协议的分析，得出协议MAC层算法的重点函数，并表现为调用次数多、占用时间比长两个方面。此外，本课题从基础算数运算指令、基础逻辑运算指令、比较跳转指令和数据转移指令四个方面，设计出本课题的基础指令集，并根据重点函数设计加速指令，得到完整指令集。与此同时，本课题基于所设计的指令集开发了相应的仿真器，并对仿真器功能进行了验证。最终提供的性能优化分析结果将作为后续低功耗物联网处理器的设计参考模型。