现代航空航天电子系统对总线网络的速率、带宽等要求越来越高。美国在20世纪70年代提出的军用标准MIL-STD-1553B总线在传输速率和支持的终端数量上已经出现瓶颈。与此同时,光纤通道(Fiber Channel,FC)技术得到飞速发展,它的高传输速率、高传输带宽以及高可靠性等优点能满足航空航天电子系统对数据总线的高性能需求。FC-AE-1553协议就是在这样的背景下由光纤通道标准组织航空电子分委员会提出来的,它利用光纤通道作为底层传输网络,上层映射MIL-STD-1553B总线协议。FC-AE-1553不仅继承了传统MIL-STD-1553B总线的长处,还实现了光纤通道低延迟、高带宽和可靠性高等特性。此外,FC-AE-1553还具有支持多种传输速率以及支持大数据量传输等特点。本文首先对FC-AE-1553的技术背景及其学术价值和研究意义进行了系统的介绍。然后简单介绍了与FC-AE-1553相关的协议内容,其中包括光纤通道的协议栈及其帧结构,MIL-STD-1553B总线的网络构成和字结构。接着详细分析了FC-AE-1553协议的重要内容,主要包括FC-AE-1553的帧结构、数据传输模式等。接下来本文重点对适用于航天环境的FC-AE-1553的改进和简化方案进行了研究分析,针对航天环境的特殊性,对FC-AE-1553在其体系结构和协议两大方面做了相应的简化和改进,并对底层差错重传的改进方案做了OPNET仿真来验证其优势。在协议研究的基础上,提出了FC-AE-1553节点卡的整体架构包括硬件层、驱动层和上层应用层。文中简要介绍FC-AE-1553节点卡的硬件环境,对FC-AE-1553节点卡驱动程序的几种重要模块进行了相应研究和设计。重点阐述了FC-AE-1553节点卡上层应用的设计与实现,主要包括对数据生成功能、NC处理模块、NT处理模块以及交互解析模块的设计与实现。最后在搭建好的测试环境下,根据制定的测试方案对FC-AE-1553节点卡在传输速率和传输时延方面进行了性能测试,验证其高传输速率和低延时。在功能测试环境下,对各种传输模式进行功能测试,验证FC-AE-1553节点卡软件能够根据协议规定的传输模式进行数据交互。