摘要 现场总线基金会是非盈利性组织，致力于开发国际统一的现场总线标准，成立于1994年。自成立以来，全球已经有超过120家主要的控制和检测厂家以及终端用户加入该组织。 基金会现场总线(FF)的应用层由两个子层组成，现场总线访问子层(FAS)和现场总线报文规范子层(FMS)。FAS子层位于FMS与数据链路层(DLL)之间，把FMS和DLL分隔开来，利用DLL的受调度通信与非受调度通信作用，为FMS子层提供服务，对FMS和应用进程AP提供虚拟通信关系(VCR)的报文传送服务。FMS子层位于FAS的上层，描述了用户所需要的通信服务、信息格式、行为状态等，向其用户提供了一组服务和标准的报文格式。FMS子层由几个模块组成，它们是：虚拟现场设备，对象字典管理，联络关系（上下文）管理，域管理，程序调用管理，变参访问，事件管理[2]。FAS和FMS提供的服务对于用户来说是非可视的，但是，它们在相当程度上决定了通信系统的性能。 文中分别阐述FAS和FMS子层的设计和实现。从应用关系、服务原语、协议状态机几个方面阐述了FAS实现的理论依据，并给出FAS的设计方案和程序概要；从FMS层的服务、编/解码、状态机方面阐述FMS层，提出设计方案。 按照文中方法的FAS和FMS实现程序已经全部完成，并已通过二者之间的连接运行，最终将应用在其基金赞助的自行开发的通信栈上。 现场总线技术的出现，得到了过程工业界及仪表界的广泛关注，基于现场总线的过程控制系统(FCS)是一种全数字化全分布式的新一代过程控制系统，将代替CCS、DCS而成为未来过程控制系统的主流。基金会现场总线（FF）将ISO/OSI的应用层分为两个独立子层分别实现，增强系统的可移植性和互操作性。在应用过程中，可有针对性的定位、修改代码，方便调试和为系统添加新的功能。基金会现场总线采用令牌传递的总线控制方式，提供了一个数字化传输通道和一个用户层来提供互通信，它具有互操作性好、节约配线、方便控制、增加现场信息等优点。尤其是互操作性特点，基于FF的控制系统中，可以使用不同供应商提供的设备。在FF通信结构中，位于用户层和数据链路层之间的部分称为通信栈，是FF的核心。应用层只是通信栈的一部分，课题组正致力于通信栈的研究与开发，只有在整个通信栈实现之后才能更多体现FF总线的通信机理和优越性能。 关键词：应用关系(AR)，应用关系端点(AREP)，原语，协议状态机，虚拟通信关系(VCR)，对象字典(OD)。