在航空控制和制造等特殊领域使用国外生产的CPU，会给航空嵌入式专用计算机的应用带来许多限制和安全隐患。为解决这一问题，本文以中科院计算所研制的龙芯3A处理器为核心，利用嵌入式系统开发与应用技术，提出了可控性强、可靠性高的嵌入式计算机系统的设计方案。本文对龙芯3A处理器、嵌入式系统组成与开发、虚拟计算机技术、嵌入式Linux操作系统做了简要介绍，实现了基于龙芯3A处理器的嵌入式系统，着重论述了系统硬件模块及软件子系统的实现过程。首先，本文依据需求分析设计了系统框架，实现了系统硬件平台。其次，本文详细描述了软件子系统各个部分的设计过程。在软件平台的选择上，采用Linux操作系统，并在此平台上完成了基于PROM监视器(Programmable Read-Only Memory Monitor, PMON)的启动程序的设计；从软件角度完成了操作系统内核的编译、配置和剪裁过程；完成了PCI设备驱动程序的开发；针对硬件子系统设计了硬件模块测试软件。设计结束后进行了系统测试，结果表明所设计的软硬件结合的嵌入式系统工作正常，性能稳定，达到了预期要求。