半实物仿真系统作为制导武器的主要试验和评估手段,其对数据量和数据传输速率的需求不断提高,现有的数据传输方式已经不能满足半实物仿真系统日益增长的需求。本文旨在解决与中国空空导弹研究院某半实物仿真合作项目中数据传输速率慢的问题,提出利用FPGA实时性强等特点实现光纤通信这种高速数据传输方式。本文提出的基于FPGA的光纤通信数据传输系统,可以广泛应用在国防军事和医疗卫生等领域。本文主要研究内容如下:首先,研究讨论开放式系统互联(OSI,Open System Interconect)参考模型。提出包括物理层、传输层以及应用层在内的光纤数据传输模型,在此基础上设计光纤传输协议,确定光纤传输帧格式和数据编码规则。在此基础上,提出光纤通信数据传输系统总体方案。其次,规划光纤通信数据传输系统整体硬件方案,完成系统各部分原理图及PCB设计。在光纤数据收发卡中使用集成化的光电转换方案实现光纤传输模型的物理层连接,应用串并转换芯片(SERDES)完成数据的转换;在PCI板卡中,使用PCI总线协议专用转换芯片,将复杂PCI总线协议转换为易于处理和控制的本地总线协议;采取FPGA这种先进的数字处理技术完成对数据的编解码以及数据帧格式的定义,实现光纤传输模型中传输层和应用的功能,并利用FPGA完成对PCI总线协议专用转换芯片时序控制,实现对整个系统的逻辑控制。然后,完成系统逻辑控制的模块化程序设计。根据FPGA模块化的设计原则对系统软件进行模块划分,其中包括:本地总线协议控制模块、数据缓存模块、光纤收发控制模块以及数据编解码模块。各个模块协同工作,完成系统的逻辑控制。最后,搭建包括工控机、PCI板卡、光纤数据发送卡、光纤数据接收板卡以及测试PC在内的光纤通信数据传输系统测试平台,对系统内各个部分的功能进行测试,完成对系统性能指标的评估。