由于近年来航空航天、汽车电子、交通运输、医疗设备等领域对网络的高速率、高稳定性、实时性提出了越来越高的要求,时间调度网络被广泛的研究及应用。这种类型的网络根据业务流的特征通过为不同节点分配不同的时间间隔的方法实现了对网络中关键数据的传输和处理的优化,使得这类数据的交互过程具备很低的时延特性和较高的可靠性,同时保证了系统对数据的整体处理能力。这种技术尤其适用光纤通道网络涉及的应用领域,可提升此类网络在多节点、大量数据流的情况下的处理性能。本文的主要内容是基于时间调度网络的光纤通道交换机的设计和实现。首先本文介绍了在本设计的应用环境中所用到的光纤通道协议的基本内容,包括协议各层的功能、帧结构、流量控制等;接着就交换架构和缓存设计方面对常见的交换机的设计原理及方法做了阐述;之后介绍了时间同步网络及几种不同的时间同步方法;最后简要叙述了现有的时间同步网络的交换技术。然后本文提出了交换机的设计方案并对其加以分析。接着本文对于交换机的逻辑设计进行了分模块的详细介绍,包括了接收模块、交换层模块和发送模块。其中接收模块完成了接口的数据处理和路径选择等功能;交换层模块完成了对不同类型帧的查表和转发功能;发送模块实现了将来自不同路径的帧按照一定的次序发送的功能。之后还将以上的设计方案与原有的方案作了比较。最后根据测试方案对按照上述步骤设计的交换机进行了仿真和测试。先在ModelSim软件上利用设计好测试平台和测试数据进行了功能仿真。然后在开发平台上通过综合、实现的步骤生成用于载入FPGA的可执行文件下载到交换机的板卡内。最后搭建环境进行交换机的功能测试,利用交换机的管理软件实时抓取、分析了交换机的收发帧数及内部延时等,根据预期目标和结果评估交换机的性能。