现代科技技术不断发展，嵌入式Linux系统的研究越来越重要。针对数据采集系统设计需要，移植嵌入式Linux操作系统，设计数据采集系统关键功能模块。本课题数据采集系统采用MPC8536处理器作为主控制器，设计数据采集系统数据传输模块和时间同步功能模块。本文在比较了几种嵌入式系统的优缺点之后，选择Linux系统作为数据采集系统的操作系统。分析编译操作系统引导程序U-boot，剪裁编译Linux内核并创建根文件系统。将U-boot镜像烧写到SD卡，而内核和根文件系统也可以烧写进SD卡的方式启动系统，也可以通过TFTP或者NFS服务下载镜像的方式启动系统。并搭建适用于软件应用开发的环境。为应用软件在硬件控制系统中的运行提供了可靠的平台。本文针对课题研究需要，设计数据采集系统的通讯功能模块，时间同步功能模块两个部分。第一，本文设计的通讯软件主要负责硬件和软件之间的数据交互，采用基于TCP/IP网络协议的套接字网络编程（C/S模式），客户端配置控制命令模块、数据接收处理模块和文件解压模块。服务器端利用Huffman编码方式压缩数据，并检测网络通断、网络传输速度。第二，本文中精准时钟同步的实现采用了IEEE1588精确时钟同步协议，在整个测试系统中建立主从同步结构，从端通过包中的时间信息对自身进行校准，从而获得与主端的时间同步。提供高精度的时钟同步功能。通过本论文的设计，使系统数据信息得到了有效的处理和传输操作，保证了数据采集系统的高速有效运行，并保证了采集系统与外部时钟的一致性。