近年来,电子系统模块化技术得到了飞速发展,各种技术标准层出不穷,模块化架构的测试仪器逐渐成为研究热点,这类系统不仅能达到高速率,高精度等性能指标,同时还具备智能化,可重构等特性。系统功能复杂、模块多样、扩展兼容性强、标准化程度高,对相关硬件和软件系统设计均有较高要求。论文基于MicroTCA(Micro Telecommunications Computing Architecture)和AMC(Advanced Mezzanine Card)技术标准提出了一种新型模块化数据采集系统构架,该标准已广泛应用于航空电子系统的嵌入式测试与计算领域。MicroTCA平台的采集系统具有四个显著的特点:通过AMC采集模块搭载FMC采集系列产品实现数据采集,进一步提高系统模块化程度,替换FMC子模块就可对系统功能重定义;利用MicroTCA先进的背板总线技术,实现支持多种传输协议的模块高速互联;支持IPMI(Intelligent Platform Management Interface)智能管理技术标准,实现对系统内模块全方位的状态监控和远程操控;依据不同机箱尺寸标准,采集系统可支持6~12个AMC测试功能模块,可根据需求对系统功能进行扩展。采集系统包括采集模块和DSP模块两个基本功能单元。采集模块严格遵循AMC.0协议设计,兼容ATCA和MicroTCA平台。模块可通过标准FMC接口,搭载基于COTS(Commercial-off-the-shelf)商业货架技术的FMC产品。本文使用FMC采集系列子模块,可实现双通道500MSPS/12bits或双通道400MSPS/14bits数据采集。DSP模块通过MicroTCA平台的高速背板总线和采集模块互连,读取采集数据存储于内存中或是上传到上位机验证测试结果。论文工作主要包括采集系统总体架构设计、采集模块的硬件设计、采集模块的管理控制器(Module Management Controller)软件设计、DSP模块的PCIE根复合体底层驱动设计、DSP模块网络客户端和上位机服务器程序设计。最后,针对采集模块的相关功能测试结果表明,高速数据接收处理以及模块激活、状态监控、电子密匙等IPMI功能均运行正常;通过对模块间PCIE数据传输、DSP模块和上位机网络通信的测试,证明了系统设计工作的有效和实用性。