航天领域技术应用在时刻进步，当前卫星系统的功能呈现出多样性和复杂性的特点，各项性能不断提高，除了对子系统间数据传输的高速率和高可靠性提出要求以外，同时对一体化传输、提高模块复用率、降低开发和制造成本、提高兼容性提出了更高的要求。这一特点在小卫星平台上的需求尤为迫切，因此需要一种高性能的星上总线网络及对应的多元化架构来满足大数据量传输、实时控制数据传输以及低成本复用与容错的需求。SpaceWire技术就是作为下一代星上数据处理系统模型而提出的一种高速率、点对点、全双工、灵活、可定制容错架构的串行总线网络，基于SpaceWire标准设计的星上总线网络的特点，它有望实现上述需求而取代传统星上数据处理系统。本文在详细分析SpaceWire路由网络设计需求和深入研究SpaceWire标准协议的基础上，完成SpaceWire节点接口、路由器设计及路由网络架构的研究。其中包括SpaceWire节点接口和路由器的硬件设计实现、功能和性能测试以及SpaceWire路由网络架构性能仿真分析与测试。设计基于Altra的FPGA平台使用Verilog HDL硬件描述语言自顶向下地实现，将各个模块按功能划分分别实现验证。对设计的SpaceWire总线网络的测试结果和分析证明本设计合理，传输、实时性和容错性能稳定，功能和指标基本符合设计要求，为实际应用设计的总线网络提供了理论和实践的支持。