本文描述了基于PCI总线的高级在轨系统(AOS)帧同步信号发送器的FPGA设计与实现,深入地分析和研究了帧同步通信技术、FPGA技术、PCI总线标准。帧同步发送器工作在AOS的物理层,作用是将来自虚拟信道访问层(VCA)的虚拟信道协议数据单元(VC-PDU)加上CCSDS规定的4字节的帧同步码1ACFFC1D后,形成一个连续的数据流,即物理信道存取协议数据单元(PCA-PDU),然后将数据串行发出。本设计用FPGA的方式实现了帧同步信号发送器。主要包括以下内容:1)对帧同步信号发送器的原理性研究;2)对帧同步信号发送器的基本电路单元:空帧填充模块、FIFO模块、位同步脉冲产生模块、并串转换模块、BUSMUX模块、分频模块进行研究和设计;3)对于FIFO模块、空帧填充模块、位同步脉冲产生模块和格雷码计数器进行重点研究和设计;4)综合上述的基本电路单元,实现帧同步信号发送器的原理性设计;5)对PCI总线标准进行仔细的研究和分析;6)采用自上而下的方法,实现本课题PCI总线控制模块,从功能上把该模块分成命令和地址译码及地址计数模块、生成奇偶校验位模块、检测奇偶校验位模块、配置空间寄存器模块和控制目标设备的状态模块;7)在开发板自带驱动和测试程序的基础上,研究了简单的应用软件开发。本文的所有QuartusII下的设计都是采用VHDL语言编写,在时序仿真、功能仿真都正确无误后,把整个程序模块下载到ALTELA公司生产的Cyclone系列的EP1C12Q240C8芯片中。经验证,该帧同步信号发送器的FPGA设计完全符合预期的设计要求。