为了实现激光多普勒振动仪阵列信号的快速采集和实时处理，采用了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的软硬件协同设计方法--可编程片上系统(SOPC)。采用8片模数转换器实现64路模拟信号的同步采集和转换；利用SOPC Builder和Quartus II开发工具快速生成硬件系统；基于Nios II嵌入式软核处理器进行软件开发，通过直接内存访问(DMA)实现多路数据到存储器的快速传输，并对多普勒信号进行处理，提取出多普勒频移信息；采用通用串行总线(USB)实现开发板与上位机的高速数据传输和实时显示。电路板设计采用底层板+核心板的设计方法能够降低设计过程中的风险性，提高系统的灵活性。　　 本论文详细介绍了该数据采集系统的电路板设计、硬件系统设计及其软件设计，包括SOPC硬件系统开发，ADS1178的驱动控制器--知识产权(IP)核设计，USB软件程序开发。　　 最后，使用SignalTap II逻辑分析仪对系统进行了实时测试，配合多普勒测振系统对该数据采集板进行了测试和验证。相比传统的设计方法，不仅在一片FPGA芯片实现了多路模拟信号的高速采集和实时处理，提高了系统的集成度，同时增强了系统的灵活性和可扩展性。