随着工业自动化的快速发展,现场生产设备对于数据通信的要求越来越高。POWERLINK实时工业以太网作为一种主流工业以太网,具有技术开源、硬件平台多样、通信速度快、拓扑灵活、数据吞吐量大等特点,在现场通信领域有着广阔的应用前景。本文研究了一种基于RT-Thread实时操作系统,以硬件方法实现POWERLINK从站协议栈的方案,该方案具备硬实时特性,降低了运行协议栈对系统造成的负担,论文的主要研究内容如下:结合当前POWERLINK协议栈的技术发展趋势,根据工业控制领域对于通信性能的要求,基于RT-Thread实时操作系统,开发了POEWRLINK从站的硬件平台,在提高通信实时性的同时,减轻了处理器的工作负担。研究了硬件协议栈的总体结构,并重点分析了其中的三个关键部分,介质访问控制器、协议栈网络状态机、同步模块。为了满足高速通信的要求,提出了一种数据缓存处理方法,通过合理安排非从站应用层所需数据帧的存储位置,解决了应用层所需数据帧被误覆盖的问题。结合Cortex M3内核特点,研究了RT-Thread操作系统的移植方法。设计了软件线程,并根据过程数据通信和非过程数据通信对实时性的不同要求,确定了线程的优先级。研究了对象字典的构建方法,通过建立对象索引表的方式,减少了查找对象所需的时间。针对过程通信的实时性要求,特别设计了对象字典的访问接口。最后,为了验证从站的通信功能,获取从站的运行参数,进行了通信功能和性能测试、互联性测试,结果表明从站具备正常的通信功能,并且通信性能相对于目前流行的方案有所提高,验证了本文方法的有效性。