近年来，关键行业的关键任务对工业自动化日益强烈和多样化的需求促进了工业控制计算机（简称工控机）的快速发展。作为微处理器主要供应商的ARM公司为了适应这一发展需求，针对工控领域专门推出ARM Cortex-M系列微处理器，对低功耗和低成本应用提供优化，并于2009年推出M系列中最新的ARM Cortex-M4处理器。飞思卡尔半导体有限公司于2010年11月推出业界首款基于ARM Cortex-M4内核的工业级Kinetis K60系列微控制器。本课题受飞思卡尔公司委托，设计并实现了一款构件化可裁剪的嵌入式工控板SD-K60，为Kinetis K60系列芯片在工业控制领域的应用提供样板、构件驱动等技术支持。硬件设计上采用构件化、可裁剪、做减法的设计思想。选用Kinetis K60系列芯片为主控芯片，板上外围接口丰富，用户可以根据自己的需要选择硬件接口，不需要的可以裁剪掉，降低开发成本。在设计外围接口电路时，充分考虑应用现场可能遇到的各种不利因素，利用各种器件做好电路保护工作，提高抗干扰能力。软件设计上采用构件化、可定制、做加法的设计思想。提供一套完整的底层驱动软件库，力求做到易用性与可靠性的统一。为了提高软件的灵活性，本课题以嵌入式实时操作系统MQX为基础，对其调度策略进行改进，提出多级反馈队列调度算法。对MQX下的设备驱动结构进行改进，分为逻辑驱动层与硬件驱动层，将无操作系统的构件驱动与有操作系统的构件驱动统一起来。为了全面验证SD-K60的综合性能，将其应用到2011年国家科技重大专项一子课题“水环境监测应用与验证平台”，长期的运行结果表明该工控板性能稳定可靠。