随着通信领域中信号处理要求不断提高,软件无线电系统的运算单元由单一处理器向着高速通用的信号处理平台方向发展。利用平台中处理单元间的互联以及平台间的协同处理,系统能够满足更高的处理需求。针对信号处理中对带宽和实时性要求较高的应用场合,通用处理器的串行工作方式难以满足要求,FPGA因其高速并行的特性被广泛地应用到平台中。然而,针对多板卡、多处理器的平台而言,由于其应用的复杂性,不同处理单元的组件具有任意互联的特点。如果组件的管理、调度和数据传输控制都采用FPGA中逻辑资源实现,不但开发和调试难度大,其灵活性也不高。面对软件无线电硬件平台化、软件可重构的发展趋势,如何兼顾平台中FPGA组件的可移植性与组件运行环境的灵活性具有重要意义。首先,论文介绍了现有的基于SCA的提高FPGA应用灵活性的解决方案,分析了其中的工作原理,讨论了不同方案的优势及存在的问题。并根据软件无线电通信架构的需求和当前FPGA处理器的发展,提出了基于SOPC的组件运行环境设计方案,该方案利用其中的通用处理器实现平台内部协议的封装和解析,采用逻辑资源实现功能组件,确保了运行环境的灵活性,解决了组件的可移植性问题。然后,论文针对所提出的方案,从通信协议、运行环境结构、环境与组件之间的接口三个方面着手,给出了具体的实现方法。根据平台中不同处理单元的组件间通信需求以及平台管理器对组件的管理操作,论文参考了SCA中提出的MHAL消息结构,结合异构平台中数据交换的特点,设计了新的硬件抽象层消息结构,满足了不同处理单元中组件的通信需求;根据所设计的抽象层消息格式以及平台中组件运行环境的灵活性需求,论文借鉴了SCA中硬件抽象层和容器的设计思想,设计了组件运行环境的软件架构,并以Zynq7000为硬件基础,实现了层次化的组件运行环境,满足了环境灵活性的需求;根据处理单元中组件可移植的要求,论文介绍了针对IP复用而提出的OCP规范,分析了其中的IP互联原理,根据FPGA组件间通信的特点,引用部分OCP信号集,定义了组件与环境之间的接口,使得组件的移植更加方便快捷。最后,为验证设计的有效性,在ATCA平台中的AMC子卡上,基于Zynq7000实现了所设计的组件运行环境,按照所设计的标准接口设计和实现了FPGA组件,并在课题组所开发的基于平台的软件框架中完成了应用的装配、组件的部署和应用。测试结果表明,由于大量的通信中间件的功能都在通用处理器中实现,FPGA组件的运行环境运行稳定,组件开发和应用方便快捷。