随着社会的进步，科技的发展，数据采集以及相应的显示、控制，在现代工业生产及科学研究中的重要地位日益突出，并且对实时、高速数据采集的要求也不断提高。对数据采集设备设计有两方面要求：一方面要求接口灵活且有较高的数据传输率；另一方面需要有高速、高精度、实时性高的高性能控制器件对数据做出快速、准确的响应，并及时处理。传统数据采集卡多是采用PCI或ISA总线接口，安装麻烦、价格昂贵、扩展性差等缺点。通用串行总线USB具有安装方便、高带宽、易扩展等优点，其中USB2.0标准具有480Mbps的最高数据传输率，这使USB成为本系统所选接口类型。控制方面，传统数据采集通常使用单片机或DSP作CPU进行控制和数据处理。单片机的时钟频率低，无法适应高速数据采集；DSP虽能满足速度要求，但速度提高的同时，提高了成本。由FPGA实现的SOPC具有时钟频率高、内部延时小和配置灵活等优势。数据显示方面，采用虚拟仪器，不但可按自己的要求设计、变换灵活，还能执行传统仪器无法实现的许多功能。本系统使用FPGA实现的SOPC控制数据采集系统，利用Labview实现系统的显示与控制。基于课题要求以及对新技术的研究，本文提出了一种基于SOPC(可编程片上系统)和USB2.0接口进行高速数据采集系统的设计方案，并利用Labview实现一个简单虚拟仪器(Ⅵ)的设计，介绍了此方案中用到的USB接口芯片CY7C68013的工作原理，利用FPGA(现场可编程门阵列)实现的SOPC功能模块以及使用Labview虚拟仪器开发平台进行虚拟仪器设计的方法与步骤，并阐述了此方案的硬件实现。在本系统基础上嵌入操作系统，可进一步开发便携式手持数据采集设备；另外，虚拟仪器的应用，用户可按自己的要求自行设计、变换灵活，不仅能执行传统仪器的功能，还能执行传统仪器无法实现的功能。对广大测控技术人员具备较高的参考价值。