随着工业化4.0的持续发展,工业信息传输网络开始向着实时性、确定性、容错性方向发展,随着这些性能指标的要求越来越高,传统的工业通信协议越来越不满足要求,于是研究人员提出了时间触发以太网(TTE)的概念,将传统的以太网做出改进,加入了时间同步和时间触发的功能,使得整个系统网络可以实现时间基准的统一,在时间同步的基础上按照时间调度表来调度发送接收信息,普通的数据信息则仍由事件触发功能来传送。现有的三种主流的TTE网络有NTP、IEEE1588和AS6802,本论文对他们做了研究对比,分析了他们各自的优缺点和适用方向,认为AS6802协议具有相对较高的性能和较广的应用范围,在国内具有很大的发展空间,因此本论文决定将AS6802协议的实现和应用作为研究方向。本论文在研究AS6802协议的过程中,搭建了符合协议要求的交换机硬件逻辑,初步搭建了实现时间触发信息调度以及转发的设备系统。探讨了一种符合实际应用的控制帧预压缩方法,降低了后续逻辑处理的复杂度,增加了网络的灵活性。探讨了一种三平面交换的交换机架构,使得整个改进的逻辑在普通交换机上有更高的可移植性,降低了时间触发信息的时间抖动和不确定性。探讨了一种适用于TTE交换机端口的调度发送和接收方法,可以用硬件逻辑而不采用软件逻辑测量链路延时,降低软件的复杂度,提高了时间的精确度。本论文设计实现方面分为三部分:一是符合AS6802协议的时间同步功能的逻辑实现;二是高精度的时间触发功能的逻辑实现;三是多平面的交换功能的逻辑实现。本论文采用易于设计实现的FPGA进行逻辑实现,软件工具则采用Xilinx公司的Vivado工具。