位于国家天文台兴隆观测站的LAMOST望远镜，是我国自主研发的大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜，是目前世界上光谱获取率最高的望远镜。其中的低分辨率光谱仪控制系统包括16台多目标光纤光谱仪。目前使用的光谱仪电控系统是基于商用的ALTERA Cyclone Ⅱ FPGA套件，通过设计可编程片上系统实现的。该方法的优点是软硬件一体化和现场可重构等。但随着该套件的停产，给光谱仪控制系统的更新维护带来了难度。且被控对象的增多使得FPGA外围引脚数目及逻辑资源等均无法满足新的要求。而且，上述设计方法采用的是单CPU加多线程的方式，无法满足实时控制和多任务处理的要求。多核技术、片上网络(NOC)技术及Qsys工具的发展能很好的解决这些问题。本课题基于ALTERA Cyclone Ⅲ FPGA芯片，设计实现了一种新的多核天文望远镜控制器，通过不断调试，最终应用到LAMOST望远镜光谱仪系统中。同时，提供了一种通用的天文仪器控制系统设计的解决方案。　　 首先，本文在阅读大量文献资料基础上，提出基于FPGA构建多核片上系统从而实现多核天文望远镜控制器的设计方案，并针对该方案进行了可行性分析和预研工作，同时给出了相应的设计流程。　　 其次，本文详细论述了备用现场控制器板卡的设计过程，其中涉及到功能区块划分、PCB设计及调试验证等。　　 再次，本文给出了多核控制器片上系统设计的具体方法，使用ALTERA的Qsys工具自下而上的设计完成基于NOC互联的多核片上系统。并给出了验证方法，结果表明该系统设计满足预期要求。　　 然后，本文介绍了多核控制器软件程序设计的流程。该方法是通过移植更新原控制器的NIOSⅡ软件程序进而实现适用于本设计的控制软件和更新软件。同时简要介绍了用于光谱仪控制及通信的上位机通信软件。　　 最后，针对上述设计完成的多核控制器，搭建调试环境，通过系统联调完成优化工作。实验结果表明:基于FPGA的多核控制器设计在系统性能，实时性、逻辑资源占用率、可重用性、成本及维护难度等方面均满足要求。