空间技术的发展是国家科技水平和综合国力的重要体现,对国家的经济、国防和军事建设有着重大影响。随着我国空间探索脚步的不断前进,宇航任务对星载计算机提出了更高的要求。空间环境的恶劣条件,对星载电子产品的性能、可靠性、寿命提出了严重的挑战,亟需研发出适应未来空间飞行任务需要的高性能、高可靠的星载计算机。本文以航天器高级电子系统技术研究项目为背景,研究符合高级电子系统规范的星载容错计算机体系结构,针对性的提出多处理器模块并行冗余工作的计算机系统架构。在此基础上,研究基于高速串行数据传输实现的重定向系统,实现处理器与接口电路的切换互连以及多个处理器之间的数据交互设计,研究串行传输的时钟同步系统实现方法。根据任务特点,提出了在子计算单元故障或者数据传输通道故障情况下的系统重构策略。在完成架构设计和重定向系统研究的基础上,详细阐述了星载容错计算机的电路设计。文中对基于重定向互连的串行传输延时进行分析计算,完成了同步时钟系统的相位校准测试和信号电气特性测试,已验证设计方法和电路实现的正确性。