自IEC(International Electrotechnical Commission,国际电工委员会)于1999年推出TCN(Train Communication Network,列车通信网络)标准,即《IEC 61375-1》,经过近二十的发展,TCN标准早已成熟地应用于列车通信网络中。依托于其实时性和可靠性的特性,TCN标准得到了各大列车网络通信设备厂商的青睐和众多铁路运营公司的支持。TCN标准的网络传输速率限制了其进一步的发展,IEC于2011年推出新一代的ETB(Ethernet Train Backbone,以太网列车骨干网)标准,即《IEC61375-2-5》。这对于我国来说将是一个重大的机遇,在国家战略层面上,将其核心技术国产化是一件十分有意义的事情。基于《IEC 61375-2-5》标准定制的《列车重联通信技术研发》项目,要实现网络数据传输和ETB网络的建立与重联的功能。经过对ETB网络标准进行详细的解读与分析,提出了基于Cyclone V SoC(System on Chip,片上系统)芯片的研发方案,且分为HPS(Hard Processor System,硬核处理系统)部分与FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)部分。本论文简介了软硬件环境,列出了总体需求,分析了MII(Media Independent Interfaces,介质无关接口)接口的时序控制,解析了TTDP(Train Topology Discovery Protocol,列车拓扑发现协议)帧的帧定时功能。详述了在FPGA上使用Verilog HDL(Hardware Description Language,硬件描述语言)实现MAC层MII接口和TTDP帧帧定时功能,以及利用HPS桥接器实现HPS和FPGA两者之间的数据通信任务。对整个项目进行全面的分析,规划出HPS与FPGA之间需要通信的信息,以明确FPGA的具体任务。先对FPGA的需求模块化,设计出状态机以实现逻辑控制。再利用RTL(Register Transfer Level,寄存器传输级)仿真以验证和调试各个状态机的工作状况,以达既要满足功能需求,又要有一定的容错处理。最后在硬件实验板上,实现HPS和FPGA之间的联调,检测本项目各种需求的实现情况。使用SignalTap抓取实际运行时的波形,以检验FPGA程序的实际运行效果。RTL仿真已经可以确保状态机工作正常,实现了预期的各种需求。实际联调中,HPS与FPGA通信正常,FPGA的各个状态机的跳转正常,可以长时间稳定运行,实现了整个项目的需求。