为了加强海上安全监督管理,保障海上人身和财产安全,根据国际海事组织(IMO)A.861(20)号决议案及我国交通部海事局的有关规定,要求国际航行及沿海航行船舶均应安装船载航行数据记录仪(Voyage Data Recorder缩写VDR)。VDR是一种用于采集记录船舶固定信息、动态信息及操作信息的装置,主要由各种信号采集模块、主控制器模块、专用电源系统和最终存储器四个部分构成。其中主控制器模块负责系统各部分的配置与协调,如从各种信号采集模块中进行数据的采集、压缩、编码、存储与下载。本论文充分考虑了目前VDR系统的硬软件特点及性能要求,完成了VDR主控制器模块的设计。系统基于元器件应用级自主研发设计,采用XScale架构的ARM作为主控制器的处理器芯片,大大降低了系统功耗;应用“片上编程系统(SoPC)”设计专用逻辑接口模块,不额外增加硬件资源;采用嵌入式Linux操作系统,使系统具备良好的实时特性;不仅拥有完全的自主知识产权,而且有效的降低了系统成本,同时还可以作为一款通用型的嵌入式计算机应用于其他场合。在本论文中,主要研究了以下几个内容:(1)主控制器模块硬件设计。根据系统的功能要求完成了基于Intel XScale架构处理器的系统主控制器的硬件电路设计、器件选型和样板制作;(2)逻辑控制模块的设计。根据外设模块和信号采集模块的接口特征设计了一系列的总线接口,如PC/104总线接口、IDE总线接口、以太网设备总线接口等。(3)完成了主控制器模块的引导加载程序设计。根据板卡的特点设计了系统引导加载程序。(4)Linux操作系统下部分驱动程序的移植以及应用程序设计。完成了IDE接口的驱动程序的移植以及相应的VDR系统主程序设计。