计算机已广泛应用于各行各业,为生活提供了便利、提高了工作效率,但是对于我国来说,计算机的核心器件CPU,基本上都是采用国外产品,如Intel. AMD的X86系列产品、Freescale的POWER PC系列产品。当我国与国外的外交关系出现问题的时候,这些核心器件可能会禁运、技术封锁等导致我国的交通、金融、工业甚至国防遭受不小的打击,甚至还可能因为信息安全受到攻击而带来巨大的影响,为了预防这一问题,我国投入了大量的人力和物力发展核心器件的研究和研制,多款国产处理器应运而生,其中包括龙芯、申威、飞腾等各系列处理器,同时也进行着基于国产处理器的计算机系统研制,以备不时之需,为各个行业的应用提供有力的技术保障。本文通过对国产龙芯3A处理器特征、基于龙芯3A处理器的主模块I/O接口扩展电路技术研究、基于龙芯3A处理器的主模块硬件技术研究、基于龙芯3A处理器的主模块软件设计及集成技术研究、信号完整性、电子电路的仿真技术研究等多项技术的研究,构建基于龙芯3A的处理器的海军舰艇用CPCI计算机主模块的研究方案,进行基于龙芯3A的海军舰艇用计算机主模块的设计和实现,计算机主模块的设计遵从《海军舰艇装备用计算机通用技术要求》,技术指标完全满足该要求,同时它也是一款CPCI计算机主模块,符合CPCI规范。在非常情况下,替换X86系列模块应用于计算机系统中,为军用装备提供强有力的后备维护保障能力。基于国产龙芯3A处理器的CPCI主模块的主要设计包含电源设计、时钟设计、上电和复位、龙芯3A主处理器、内存设计、北桥设计、南桥设计、网络接口设计等,主模块含有4个RS-232串行接口,一个标准打印机接口、两个标准IDE接口、4个标准USB接口,一个标准键盘接口,一个标准的鼠标接口,一个软驱接口、4个10/100/1000Mbps以太网接口、1个VGA接口、2路DVI接口、2路SATA接口、1路音频接口。通过本课题的研究,对于国产龙芯3A处理器这种MIPS架构的处理器有了深刻认识,在此次的研究和设计中,任何的技术都得自己实现和验证,让我们对计算机了解更加深入,今后在应用时遇到系统性问题会更加有把握解决,提高了军用装备的信息安全性、抗攻击性和技术保障能力。