随着信息感知技术的进步，在信息感知领域出现了物联网等新兴概念，而作为物联网关键技术的无线传感器网络也迎来了前所未有的机遇和挑战。目前，物联网相关标准正在积极的制定中，为了抢占相关技术核心，设计并实现低功耗、高性能的专用节点处理器有着极其重要的意义。　　 本文深入地研究了WSN节点处理器的特点，总结了各种实现处理器体系结构并行性的方法。在仔细分析超标量、VLIW和TTA等指令级并行结构的优缺点后，选取TTA架构为设计专用处理器的基本架构。通过采取添加包头标签、分区域寄存器定址等方法，在结构上对TTA架构进行了改良，克服了TTA指令密度低和机器码兼容性差等缺点。针对改良的TTA结构的特点，本文还设计了相应的指令集，吸取了类RISC指令和TTA指令的优点，可以高效地执行控制和计算操作。　　 最后，本文还根据改良的TTA结构，设计了相应的WSN专用处理器核，完成相关内部基本功能单元和外部功能单元的设计与实现。并且搭建了相应仿真测试平台，对处理器可综合RTL代码进行了仿真验证。在仿真验证通过后，本文还设计了基于FPGA的WSN节点硬件平台，完成了WSN专用处理器在节点硬件平台上的验证和测试工作。　　 大量的测试和验证工作证明，设计的WSN专用处理器不但能够高效地执行基本功能操作，而且在组网测试上也有较好的表现，满足了预期设计目标。