软件研发历经了结构化、面向对象、面向构件和面向服务的发展过程,片内云架构是以面向构件编程为基础发展起来的一种基于网络的粗粒度、松耦合的面向构件的应用系统架构。片内云架构以其不依赖性、松耦合度、可复用性及可扩展性等优点,成为国内外学术界的热门研究方向,深入研究片内云架构对应用系统及电子产业发展具有极为重要的意义。本文设计实现了一种FPGA上的新型架构——面向服务的片内云架构,将云计算并行处理引进到集成电路设计中。引入软件领域的构件概念,将操作原子化,设计为粗粒度的指令集,把功能实现模块封装为消息传递机制的原子构件,通过片内只写总线实现各原子构件间及原子构件与引擎间的互联,构件的调用及操作的执行由流程引擎控制完成,以上各部分的实现构成了片内云的基本架构。流程引擎是片内云架构的系统控制核心,由语义流程得到当前所需的构件操作序列,将操作所需消息由统一节点接口打包,经片内只写总线发送到所调用的构件节点接口,完成信息的交互。片内只写总线及其互联机制实现了片内云架构的数据通信,以以太网为基础,设计了资源访问协议(应用层),统一构件访问协议(网络层)及统一节点接口访问协议(链路层),实现完成了片内只写总线的网络拓扑结构。构件和引擎通过统一节点接口挂接至片内只写总线,极大的降低了引脚间的互连,降低电路设计的复杂性,同时也提高了云计算并行处理的能力。本研究根据片内云架构的集成电路设计方法设计实现AVS编码器,用以验证该架构的性能。首先进行AVS编码器的功能分析,确立片内云架构的三层模型。对需求层分析,得到原子构件的集合；对语义层分析,得到AVS编码器语义流程的集合；对服务层分析,设计实现构件的数据帧形式及实现AVS编码器的原子构件集合。将语义流程加载至流程引擎的构件队列里,流程引擎自动调用AVS编码器的原子构件的序列,实现片内云架构下的AVS编码器。考虑到FPGA的高速并行处理性能,利用硬件描述语言VHDL设计实现AVS编码器的图像采集原子构件、预测变换原子构件、编码原子构件及码流拼接原子构件。为了进一步提升AVS编码器的性能,本研究还采用原子构件并行执行,流程并行操作的方式,实现高分辨率图像的实时编码。在Xilinx XUP V5-LX110T FPGA平台上实现了D1分辨率的全Ⅰ帧图像实时编码,将编码后的码流通过以太网发送至解码器,并由播放器播放显示,验证了片内云架构的AVS编码器编码的可靠性与实时性。