本文主要针对某微小型多CPU系统小型化的设计要求,提出了一种采用硬件级仲裁及协议仲裁双层仲裁机制的网络式仪器总线。本文的创新点主要在于：首先,采用硬件级仲裁技术,实现了微小型系统内部多个节点共享一组总线驱动/接收器与总线上其他节点进行多主通讯的设计目标。其次,采用时钟共享技术,实现了在同一时钟线上中央时钟模式及源同步时钟模式自动切换的功能,从而简化了总线的体系结构。最后,提出了一种动态优先级调度法,有效解决了总线网络上控制节点数目增多时优先级低的节点数据传输延时增大的问题,改善了数据传输的实时性。本文分为六章：第一章阐述了双层仲裁网络式仪器总线的研究背景及国内外研究现状,提出了本课题的研究内容和研究意义。第二章提出了双层仲裁网络式仪器总线的总体设计方案,包括总体设计思想及硬件结构、总线协议框架。第三章本文的核心部分,对双层仲裁网络式仪器总线系统的关键技术进行研究,提出了硬件级仲裁技术及其实现方法、时钟线共享技术、动态优先级调度算法,并对网络式仪器总线的差错控制方法进行了进一步研究。第四章介绍了双层仲裁网络式仪器总线的具体实现方法,包括多节点共享同一总线驱动/接收器的硬件仲裁电路设计及总线管理器的FPGA实现方法。第五章对双层仲裁网络式仪器总线进行系统测试,包括系统的硬件级仲裁及协议仲裁测试、单时钟线不同时钟模式切换功能验证,并设计仿真实验模拟多节点参与仲裁的过程进行动态优先级调度算法的性能分析。第六章对全文进行了扼要的总结,并提出了进一步的研究内容。