信息技术和网络应用的飞速发展让人们对数据的可用性、可靠性以及存储速度提出了更高的要求。存储区域网SAN可以很好的满足数据统一存储、企业数据共享、远程数据容灾等需要。光纤通道(FC)是构建存储区域网的主流技术,它是一种高性能的协议,具有低延迟、高带宽和远距离传输等优点。光纤通道中,交换型的拓扑结构能够给网络互连带来最大的吞吐量和最好的性能,光纤通道交换机是光纤通道交换拓扑结构中的关键设备,也是存储区域网的核心。本文首先介绍了存储区域网SAN在当前三种主流数据存储方式中的优势,概述了光纤通道技术的背景、发展、协议,在分析当前高速路由器体系结构的基础之上提出采用交叉开关为交换矩阵、线卡上单独集成转发引擎分布式处理的光纤通道交换机体系结构。接着对2Gbps光纤通道交换机的逻辑层次结构、交换机线卡芯片组成和逻辑组成进行了详细的分析说明。线卡的逻辑设计在FPGA内实现,主要包括MAC层和转发引擎设计。文中重点论述了线卡逻辑设计中关键模块如8B/10B编码解码、CRC32校验与EOF更新、转发引擎虚拟输出队列、SDRAM接口控制等的实现与仿真验证。在线卡硬件设计上遵循高速电路设计规范,并对关键信号线进行仿真分析,通过调整布线布局使得线卡上的信号满足设计要求。最后对光纤通道交换机线卡硬件和逻辑部分进行了调试分析,并探讨了课题下一步的工作。