SOC（片上系统）将微处理器，数字、模拟功能单元和存储器等基本模块集成到单一芯片上，从而具有高速、低功耗和多功能等特点。因此，SOC技术及其设计方法学已成为集成电路未来发展和研究的主流，其中SOPC（System On Programmable Chip）技术，即可编程片上系统，提供了一种在性能、效率和成本上可灵活折衷的SOC解决方案。它通过片上总线和IP核（知识产权）复用的方式，将软硬件各功能模块集成到单一片上系统，实现SOC系统的集成。本文依据片上总线和IP核复用的SOC设计方法，开展视线跟踪系统的SOC设计与验证。在分析系统需求和算法原理的基础下，比较各种可行方案，对系统进行设计和集成，并在SOPC实际系统中进行验证。本文的主要研究工作包括：（1）介绍SOC的概念、优势及其设计方法学的研究现状和视线跟踪系统的SOC研究进展，分析说明了视线跟踪SOC系统广阔的应用前景和市场前景。（2）介绍基于普尔钦斑点法的视线跟踪技术的基本原理和工作流程，在普尔钦斑点法流程分析的基础上对SOC系统进行功能划为，确定SOC系统的框架。深入分析基于Adaboost的人眼定位算法的基本原理，对其进行数据流的分析和模块划分，提出了基于向量法的快速积分图生成器，并针对级联分类器通过率的差异设计串并混合架构的分类器。（3）详细介绍视线向量提取的基本原理，针对瞳孔、亮斑定位算法的特点，采用软硬件协同设计的方法设计视线向量提取硬件模块。本文采用随机抽样一致性算法进行椭圆拟合以精确估计瞳孔中心，提高了系统的视线跟踪精度。通过分析随机抽样一致性拟合算法的数据流，对其进行模块划分，完成了改进型伪随机数生成器、矩阵快速逆运算和基于代数距离误差累计模块的设计和验证。（4）对本文视线跟踪系统进行SOPC集成和验证，通过对样本集进行的测试实验说明SOC系统的运算结果与原型算法高度接近，保持了算法的原样性。同时，系统运行在50MHz的SOPC平台上，处理速度达到11帧/秒，基本达到实时性的要求。通过对SOPC系统与其他平台系统的检测精度与运行效率比较证明：SOC系统能够在保证精度的前提下，以较低的运行频率实现高性能的运算，充分体现了SOC技术及其设计方法学的先进性。