FC协议是美国国家标准学会制定的高速串行数据传输协议,是结合了通道技术和网络技术的优点开发出来的。由于高带宽、高传输速率、长距离传输、高可靠性以及可扩展性等优点,FC技术已经在SAN中替代了传统的TCP/IP网络,成为了新一代的数据传输标准。作为SAN的核心组成部分,FC交换机是以光纤作为传输媒介,完成FC网络系统中各节点的信息交换功能的设备,具有速度快、抗干扰能力强等优点。FC交换机的性能好坏将直接影响到整个SAN的功能。本文的主要工作是设计并实现了FC交换机芯片的数据交换系统,并对其功能的正确性进行了验证。本文首先对FC协议进行了深入的分析,介绍了FC交换机芯片的整体架构,重点对FC交换机芯片中数据交换系统的设计方案进行了讨论。交换技术的选择和交换结构的选择是数据交换系统设计时首要解决的问题。主流的交换技术有两种:电路交换和包交换。根据该芯片的应用需求,数据交换系统确定了选用包交换技术。在交换结构的选择上,数据交换系统选择了包交换技术中交叉开关型的交换结构。这种结构不但可以满足任意数目的输入端口与任意数目的输出端口互连,还可以提供多个不同端口在数据传输时的同步无干扰。在确定了数据交换系统的设计方案后,本文按照数据在数据交换系统中的流向对数据交换系统中每一个功能模块的详细设计过程进行了介绍。由于包交换技术的特点是存储转发,所以在交换系统中设置有对应的数据缓冲区用以存储进入数据交换系统的数据。数据写入数据缓冲区后,调度器会其进行数据信息的分析,通过路由表的查询来确定数据的目的端口并将其转发至该目的端口。为了验证数据交换系统设计的正确性,本文采用仿真的方法对数据交换系统进行了模块级验证以及虚拟平台验证。从仿真的结果中可以看出,数据交换系统的设计已经实现了基本的交换功能和一些拓展性功能,验证结果达到了预期,但是这对于数据交换系统的验证还远远不够。该设计在模块级验证以及虚拟平台验证时只完成了定向测试,而且还没有经过基于FPGA平台的验证,因此需要在后期的工作中不断优化与完善。