嵌入式便携设备已经在我们的生活中无处不在,越来越多的人意识到了嵌入式设备在社会变革和发展过程中巨大的推动作用。虽然嵌入式设备种类繁多,确有很多相同之处,差异在于接口的不同,而这些繁杂的接口正是嵌入式操作系统和外界设备通信的重要桥梁。因此嵌入式设备的软硬件接口设计成为了一个可以深入研究的课题。目前国内对某大型发动机设备的控制与检测工作,需要在特定的场所通过多台大型测试仪器才能完成,而且精度差、功能不完善、使用不方便。搭载嵌入式Linux的测试仪器不支持刻录和打印功能,有的打印机可以在高端嵌入式Linux设备上直接使用,但是需要高额的软件授权费用,这样的打印机价格比较昂贵,并且目前国产时钟芯片未能够得到Linux驱动良好支持。亟待需要研究用来对某大型发动机设备进行高精度检测的、多功能特种便携式仪器。本论文依托于某大型发动机特种便携式测控仪项目,研究了嵌入式便携仪器软硬件开发环境,深入研究了ARM处理器搭载Linux操作系统的便携式仪器软硬件设计方法、Linux操作系统内核基本原理以及Linux设备驱动原理。完成了基于AT91SAM9263核心板的硬件平台底板接口电路设计,U-BOOT的裁剪和移植,Linux操作系统的裁剪移植,根文件系统的制作。最后通过对Linux下的I2C总线和USB驱动框架分析,设计了Linux系统下自带晶振的国产实时时钟驱动模块和基于USB的微型打印机系统,支持很多廉价打印机,配置实现了USB刻录机,最后对嵌入式设备接口进行扩展,增强了仪器的通用性。本课题研制完成一台特种便携式测控仪,支持廉价打印机打印,国产实时时钟驱动,刻录机刻录功能,用于某大型发动机设备的控制与检测。该测控仪器搭载了Linux操作系统,在该设备之上可以进行嵌入式图形界面开发。在设计过程中充分考虑了电磁兼容原理、嵌入式设备存储资源有限、嵌入式系统实时性、嵌入式设备扩展性、设备防水、防震等因素,经现场应用证明性能良好,本文设计方案对嵌入式系统智能化产品设计有很好的实用价值和现实的指导意义。