航电综合技术不断发展,更大信息量的传输需求对互联总线的传输速度和带宽提出了更高要求。因此,高数据带宽,适于远距离传输的高性能通信协议光纤通道使用越来越广泛。在光纤设备的开发过程中,通过仿真传输路径中出现的故障,验证系统的容错能力及错误处理程序。在系统维修维护过程中进行故障复现,对测试光纤系统稳定性以及可靠性具有重要意义。因此,进行FC-AE(Fibre Channel-Avionics Environment)总线故障仿真装置的研制具有实际的应用意义。FC-AE总线故障仿真装置实现了仿真两个光纤设备之间出现故障的情况。本文在详细分析了FC-AE协议的基础上,总结了FC-AE总线故障仿真装置的故障仿真项目,提出了装置的研制方案。装置结构上采用了CPCIe(Compact Peripheral Component Interconnect express)便携式下翻机箱的方案,机箱内部以标准嵌入式CPCIe计算机模块作为控制器,研制光纤通讯板实现故障注入功能。光纤通讯板以CPCI接口的方式连接至计算机,可根据计算机模块上位机软件中配置实现1.0625Gbps,2.125Gbps,4.25Gbps三种速率下的故障仿真。本文论述了FC-AE总线故障仿真装置各部分功能及设计方法。逻辑固件部分是整个光纤通讯板的核心。将逻辑划分成以下几个模块:PCI接口模块,数据处理模块等。数据处理模块设计实现了4组触发条件下的帧与字触发并进行故障注入。故障的注入方式包括:删除,替换,插入等。详细介绍了逻辑中触发和处理逻辑的设计方法。同时介绍了FPGA高速收发器的使用方法,在故障注入完成后,通过高速收发器将数据输出至NT设备。在硬件部分,介绍了光纤通讯板的光纤信号电路为了保证信号完整性所进行的设计,包括板材选择和布线要求。进行了FPGA相关电路和CPCI相关电路的设计。软件部分负责进行光纤通讯板的调速操作并配置光纤通讯板的故障注入类型和触发条件,且接收故障注入过程中产生的统计信息。为了验证该装置的故障仿真功能是否正常,首先针对其进行了仿真测试。之后,搭建了针对不同通信速率的两套测试平台。在测试平台下,针对所提到的技术指标而进行的故障注入测试,主要包括只转发测试,字匹配测试和帧匹配测试。测试结果表明,FC-AE总线故障仿真装置可以实现所提技术指标中的各项要求。