在现代战争中,随着空中威胁的越发严重,防空作战的地位日益提高。高炮作为一种防空兵器,具有弹药初速快、射击频率高、射击准备时间短、反应迅速、对低空、超低空目标打击效果好等优点。凭借这些优点,高炮武器在防空作战中仍然是一种重要武器。但是高炮武器系统也存在不足之处。一是高炮火控数据从指挥系统到作战单位之间的传输存在一定的时延,而高速移动的目标在这段时延之内会移动相当长的距离,如果不对数据传输过程中的时延进行补偿,将会导致射击精度无法保证。二是通信设备面临复杂的电磁环境,极易受到敌方电子战武器的干扰和破坏,如果不采取可靠的通信方式,高炮系统将无法在现代战争环境中发挥作用。根据以上分析,提出了一种基于2B+D战场数据标时传输系统,该系统包括通信网络控制器和通信控制卡两设备,通信网络控制器具备对传输的数据进行标时的功能,以供作战单位进行时延补偿,并采用2B+D有线通信方式传输数据,保证通信的可靠性。通信控制卡通过PC/104总线接口与作战单位的炮位计算机连接,通信控制卡接收来自于通信网络控制器的2B+D信号,并实现2B+D接口与PC/104总线接口的桥接。根据以上要求,提出了通信网络控制器基于FPGA+DSP的设计方案和通信控制卡的基于FPGA的设计方案。在确定设计方案后进行原理图和PCB设计。为了实现硬件设计的复用性、便于今后设计方案的修改以及节省修改成本,通信网络控制器板卡采用核心板+底板的设计方案。在完成硬件设计和制作的基础上,分别进行通信网络控制器和通信控制卡的FPGA逻辑设计。在通信网络控制器的FPGA上实现了用于串行数据通信的串口收发模块,用于2B+D通信的ST-BUS收发模块,实现语音通信的CMX649初始化模块和语音收发模块,用于FPGA与DSP通信的uPP收发模块、用于测算时延的串口/2B+D口添加包号模块、串口/2B+D计算时延模块,用于接口状态指示和DSP运行状态检测的状态检测模块,以及其它辅助功能模块。通信控制卡FPGA逻辑设计除了2B+D通信和语音通信等模块与通信网络控制器相同的外,还包括用于与终端CPU通信的PC/104读写模块。文中将详细叙述这些模块的设计流程并给出必要的功能验证仿真图和模块状态转移图。系统的硬件和软件设计完毕后,对系统进行调试并进行功能、性能验证试验。功能验证试验包括数据传输功能验证、数话同传功能验证、设备链路状态指示功能验证。性能验证试验包括系统传输数据误字节率测试和时延测算精度测试。论文详细介绍了上述试验的原理、方法并给出试验记录和必要的试验分析。通过试验,验证了系统具备基本通信功能,且系统的误字节率和时延测算精度完全符合设计要求。论文最后对系统的设计和验证工作进行了总结并对今后进一步的工作进行了展望。