工业以太网不同于传统以太网的最大特点在于网络通信的确定性和快速性。本课题主要针对工业以太网迅速发展的情况，对EPA工业以太网的确定性通信调度规程和传统以太网的传输标准进行了对比分析，得出了在EPA现场设备层内，中继器级联级数不受5-4-3原则限制的结论，这意味着在满足现场流程工艺及控制精度要求的前提下，中继器的级联级数可以进一步增加。中继器级联级数的增加，将导致帧间距进一步缩短和数据总转发延迟的增加。针对这种情况，本文提出了一种新型的中继器数据转发方案：利用双比特位数据转发模式和补偿值反馈方法，对中继器的帧间距收缩量和数据转发延迟进行控制。该方案以FPGA芯片作为算法的载体，在其内部设计了曼彻斯特译码／编码算法、双比特位转发模式以及帧间距缩短量控制算法，并通过波形仿真对该方案进行了验证。文中的算法部分全部由FPGA来实现，而以太网的接口部分则由FPGA的前端模拟电路来搭建。FPGA前端模拟电路是按照IEEE802.3标准的要求进行设计的，文中主要选用高性能的运算放大器对信号进行调理。本文内容涉及到整个系统的设计过程，包括方案的提出和论证、中继器接口和硬件的设计、FPGA上中继器功能模块的设计以及最后的调试。