近年来随着列车高速化、智能化的不断发展,列车通信网络传输信息量剧烈增加,其对列车通信网络的传输速度及实时性要求更加严苛,传统绞线式列车总线WTB与多功能车辆总线MVB难以满足要求,而基于实时以太网的列车骨干网络ETB和列车组成网络ECN应用更加广泛,ETB与ECN两种网络之间的信息交互是列车通信网络的基础,为此,开展ETB与ECN之间三层交换技术研究有着重要意义。本文采用二层硬交换和网络层软交换的设计方案,研制了ETB与ECN三层交换设备原理样机,完成了软硬件设计与功能测试,并开展了列车地面调试实验应用。二层硬交换基于Marvell 88E6095实现,支持虚拟局域网VLAN划分和端口镜像;网络层软交换基于STM32F407控制器开展设计,移植了μCOS-II实时操作系统,深度修改了LWIP协议栈,建立了动态路由表,并利用软件实现了IP数据包的路由转发。STM32F407作为主控芯片,通过MII接口与Marvell 88E6095连接,实现其芯片管理,同时基于实时操作系统,完成路由转发、网卡数据监测、系统运行状态监测、交换机命令配置等多个实时任务。对列车拓扑发现协议进行了研究,给出了初步的软件设计方案。最后对ETB三层交换机的二层交换、三层交换、交换机级联、被动旁路等功能进行测试,同时完成了交换机的RCF2544测试、高低温测试以及EMC测试,并对该课题做出总结和展望。