船载自动识别系统(Automatic Identification System, AIS)利用甚高频(Very High Frequency, VHF)信道向周围船舶定时发布自身信息,同时也实时接收周围船舶的信息,以此来实现彼此的互相识别,对于加强海上交通运输管理、保证船舶安全航行具有重要意义。数据的获取及数据的定时广播发送对AIS系统有效通信和解决通信冲突至关重要,因此本文主要研究相关协议的FPGA实现。利用Altera公司的Quartus ii软件进行VHDL编程,实现了AIS数据链路层的打包及解包功能以及自组织时分多址接入(Self-Organized Time Division Multiple Access, SOTDMA)协议。论文首先阐述了AIS系统的研究背景、国内外研究现状及其应用情况,分析了软件开发环境、工作流程、协议栈类型、消息类型及结构等；随后分两部分讨论了AIS系统数据链路层协议的具体实现：(1)数据链路层打包及解包功能的FPGA实现。为了获取数据,首先进行了GPS信息接收与提取模块设计,主要完成从GPS中接收各个句段信息,并且从特定句段中提取经纬度、速度等船位报告信息。数据获取之后,接下来进行了数据的打包及解包功能设计,主要完成将获取数据按照AIS的数据传输格式进行打包处理,同时对接收到的数据进行解包校验处理。(2)进行时隙选择的SOTDMA协议的FPGA实现。主要完成了用SOTDMA协议自主选择自身发射时隙并定时发射信息等内容,包括了系统初始化、系统进入网络、系统自主运行等多个模块的设计。通过以上两部分内容的设计,完成了从数据获取到数据定时发送的整个流程,基本实现了AIS系统数据链路层协议的相关功能要求。另外,本文还通过编写Testbench测试文件在Modelsim仿真工具中对所设计的功能模块进行验证,测试结果证明了设计的正确性。