数据获取和控制系统是高能物理及其他各种大型科学实验装置中不可或缺的两个重要系统，而数据获取系统中的读出计算机和控制系统中的前端控制计算机是各自系统中的关键设备。本文主要对读出计算机和前端控制计算机进行了研究。　　在大多数应用场合中，读出计算机和前端控制计算机都要对大量的I/O设备进行操作;同属于嵌入式计算机系统;都长时间工作在实验现场，对系统功耗有所限;要求高可靠性。因此可以将读出计算机和前端控制计算机合并考虑。而研究基于国产处理器的读出及前端控制计算机，可以在未来的高能物理实验装置中逐步替代进口产品，在大规模应用中也可以较大幅度地降低成本;也可以根据需要定制系统，改变目前对读出及前端控制计算机的多种限制，为以后定制数据读出节点和分布式控制节点积累技术和经验。更好的为高能物理实验服务。　　本文首先调研了国内外高能物理实验的数据获取系统和控制系统，分析高能物理实验中的数据获取系统和控制系统对于读出计算机和前端控制计算机的需求;研究了读出和前端控制计算机的性能测试方法。并根据现有的数据获取和控制框架，以及电子学资源，提出了研制基于国产龙芯2F处理器的VME总线控制器作为读出计算机和前端控制计算机。　　本文重点研究了基于国产龙芯2F处理器的读出和前端控制计算机及其在高能物理实验中的应用。其中包括，对于龙芯2F处理器体系结构的研究，特别是龙芯2F处理器体系结构中影响到基础软件移植的部分;基于嵌入式处理器的VME总线控制器结构的研究;PCI总线与VME总线的桥接及其驱动;嵌入式操作系统和引导软件在龙芯2F VME总线控制器上的移植。　　本文研究了基于国产龙芯2F处理器的VME总线控制器在高能物理实验的数据获取系统和控制系统中的应用，提供了从硬件、基础软件到支撑软件的一整套解决方案，积累了国内高能物理实验的关键设备国产化的经验，同时拓展了国产处理器的应用范围。