从上个世纪七十年代至今，嵌入式操作系统经历了三个发展阶段：1、单芯片可编程控制器；2、嵌入式CPU结合简单操作系统；3、专用嵌入式操作系统[1]。然而随着FPGA（Field Programmable Gate Array）现场可编程逻辑门阵列技术逐步提高以及微电子工业迅速发展，嵌入式操作系统未来发展的方向将是SOPC（SystemOn a Programmable Chip）片上可编程系统技术。本论文的题目来源于导师国家自然基金项目《基于SOPC的智能电器控制关键技术的研究》（项目批准号：61161010）里的一个子题目。本文完成的是基于SOPC的嵌入式实时操作系统的应用设计，查阅了SOPC在国内外的相关资料，总结经典的嵌入式操作系统的开发方面的缺点，研究其软硬件协同设计的方法。本文以Altera公司Cyclone II（EP2C8Q208C）FPGA芯片为硬件平台，采用Nios II软核技术进行系统研究。本文结构安排是：通过实时操作系统的应用设计来验证SOPC软硬件协同设计方法的特点。首先本文介绍了软硬件的开发过程与传统的设计方法的比较；其次讨论了Altera的SOPC开发的流程和开发工具，最后重点介绍了μCOS-II的特点和移植过程，研究了构建系统的NIOS II软核和嵌入式实时操作系统μCOS-II的软件开发方法和流程。通过硬件和软件的设计实现了一个SOPC系统。