随着计算机技术和通信技术的发展，机载数据采集系统已从少量数据的采集、记录和显示发展为大容量、大规模的模拟信号的实时采集、传输和处理。大量数据的采集需要大量的传感器，这对数据采集系统实时性传输能力与多任务管理能力提出了更高的要求。主控制器是整个数据采集系统最为核心的部分，控制整个系统的运行，主控制器中系统总线和处理器芯片的处理能力应进一步提高以满足新型机载数据采集系统的要求。本文针对这一需求，设计实现了机载分布式数据采集系统中的主控制器部分。首先本系统采用模块化方法，对整个主控制器硬件进行设计和实现，在此基础上在处理器芯片中完成了Bootloader的嵌入式移植，实现了主控器中FLASH、SDRAM、网络芯片的初始化配置。同时根据机载分布式数据采集系统和应变参数的特点，利用FPGA器件完成了分布式总线MCMB的设计，实现了分布式主、从设备之间的总线接口，完成了特殊周期、配置读写、从设备I/O读写、从设备存储读写等操作，达到了高效、稳定的数据双向传输。最后，进行了MCMB总线接口的测试，仿真结果证明了设计的正确性。论文设计的系统已完成硬件实现和用户测试，测试结果达到了预定的指标要求。