随着计算机技术的蓬勃发展和船舶装备的不断现代化,不仅要求组合导航系统提供准确的位置信息,而且要求组合导航系统为武器系统、操纵系统等其它系统提供更加丰富的导航信息。而传统的串口和CAN网络通信方案越来越不能满足各系统间大通信量的实时性要求,以太网以其实时性强、可靠性高、价格低廉等特点被广泛应用于组合导航系统,使各操控系统可随时获得组合导航系统提供的各种海洋环境信息,达到对船舶的最佳控制。交换机是建立有线以太网的核心设备,随着国家对科学技术领域自主创新的提倡和重视,以及组合导航系统对交换机高可靠性和高网络安全性的要求,自主研发和生产出组合导航系统专用的以太网交换机已成为一项迫切工作。本文首先介绍开放式系统互联参考模型和以太网数据帧的结构,详细分析以太网交换机的工作原理和性能参数,为系统设计提供理论基础。随后以我校研制的综导显控台为背景,根据综导显控台的使用要求选择宽温、低功耗、非集成的MAC(RTL8308B)和PHY(RTL8208B)芯片,详细阐述模块化硬件设计,将交换机分为接口电路、电源电路和交换功能单元三大模块,并根据综导显控台的实际需要对每个模块进行详细设计和调试。软件部分主要根据IEEES02.3规范标准,研究数据收发模块基于Verilog HDL语言的RTL级实现方法。最后编写测试程序对本设计的传输速率和丢包率进行测试,并与市场上同类交换机进行比较。通过长时间运行和比较测试,证明本设计的性能已达到综导显控台的使用要求,为综导显控台提供了一种实时性强、可靠性高、低功耗、价格低廉的网络通信方案,研究成果具有较高的工程应用价值。