中国铁路事业的飞速发展对在线运行机车车辆的性能要求越来越高,为进一步提高机车车辆的安全性和生产效率,我国铁道部于2005年颁布了《机务信息化专项规划》,同时出台了《机务信息化总体方案》,文件中为解决上述问题给出了框架性的描述和必要的规范。机车柴油机故障诊断仪是在机务专项规划框架下,基于网络实现对机车柴油机的状态远程监测、故障诊断和维护支持的平台。该平台的实现为机车的安全运行、维护管理提供了一种科学的信息化手段。本文充分考虑了目前机车柴油机故障诊断仪的软硬件特点及性能要求,完成了该诊断仪主控制器的设计。系统主控制器的设计采用XScale架构的PXA270作为处理器,大大降低了系统功耗；丰富的片上资源,PXA270内部集成了丰富的外设接口,减小了系统开发的难度；采用嵌入式Linux操作系统,使系统具备良好的实时特性；Linux拥有完全的自主知识产权,有效降低了系统成本,该主控制器作为一款通用型的嵌入式计算机也可以应用于其他场合。在本论文中,主要研究了以下几方面内容：(1)系统主控制器的硬件设计。根据系统的功能要求完成了基于IntelXScale架构处理器的系统主控制器的硬件电路设计、器件选型和PCB板制作。(2)基于PXA270处理器嵌入式Linux操作系统的移植。根据主控制器硬件特性完成引导程序Bootloader的设计,内核和文件系统的移植。(3) Linux设备驱动程序的设计。完成了基于MCP2515 CAN接口驱动程序的设计和基于LAN91C111网络接口驱动程序的设计。(4)机车柴油机诊断仪上位机应用程序的设计。完成了基于Qt/Embedded的图形用户接口程序的设计。