在工业控制领域,工业以太网以其传输速度快、数据吞吐量大、成本低廉,渐渐替代传统的现场总线技术,成为现场总线技术发展的新的方向和热点。主站是连接工业以太网应用层接口和数据链路层功能的关键,直接影响用户的使用体验,对工业以太网技术的应用和推广起到重要的作用。本文基于NCUC2.0协议和实时性、同步性等方面的关键技术,对NCUC2.0主站总体方案进行设计和实现,为基于NCUC2.0协议的设备数据通信提供具体的实施例。根据NCUC2.0协议中通信模型、主从结构、数据帧、状态机等设计和NCUC2.0在实时性、可靠性、同步性等关键技术进行研究,根据主站硬件功能需求,设计主站硬件总体设计方案和选定主站硬件型号,基于面向过程的思想,主站软件的总体方案设计从主站和从站数据通信过程出发,并将主站软件进行分块。根据主站软件分块结果,对主站软件模块功能进行描述和设计,并对主站软件模块功能进行测试和验证。基于对比试验的思想和原则,搭建NCUC2.0和EtherCAT主从站通信测试硬件平台,提出主从站通信测试和系统性能测试的测试方案。通过对对比试验结果中物理层、站间传输延时、时钟同步精度、时钟同步效率等方面进行分析得出,NCUC2.0和EtherCAT基于相同的物理层进行数据传输,前者在时钟同步精度和时钟同步效率方面有着明显的优势,时钟精度高于IEEE1588国际标准5-10倍,时钟同步网络开销低于100帧。