VXI总线作为一种面市较早的总线技术,正逐步被其它总线所取代,商用VXI模块逐渐减少,但VXI总线具有极高的成熟度与稳定性,目前VXI总线在军工领域中仍有较为广泛的应用。一方面是军工领域的大量需求,另一方面却是各厂商VXI模块生产的缩减,很多军工项目不得不面临VXI测试模块断供的尴尬。本文根据实际需求,设计一款VXI总线四通道数据采集及处理模块,用于替代国外停产的VXI数据采集模块。本文首先提出了主要的技术指标,并针对技术指标做了详细的需求分析,完成了总体的方案设计。首先,结合PSpice仿真工具设计模拟信号调理电路,对输入的待采集信号进行前端调理,将信号幅度调整到A/D芯片的最佳采样范围;其次,完成了数据采集及存储结构设计,针对采样率可变的要求,提出了可配置采样时钟生成方法,利用FPGA内部资源完成了DDR数据的接收与处理;借助DDR3硬核控制器,设计了模块数据存储结构;然后,编写自定义IP核将VXI接口寄存器挂载到Avalon总线上,实现上位机软件与板卡之间配置参数的传输,完成数据的传输设计;借助DSP的EMIF接口,完成了FPGA与DSP之间的数据通信,并在DSP上实现了FFT运算;然后,设计了符合VPP规范的仪器驱动程序和软面板。最后,对本文研制的数据采集及处理模块与应用程序的各项功能进行了测试、并给出了误差分析。调试与测试结果表明,本课题研制的数据采集及处理模块各单元功能正常、软硬件能够协调工作,达到任务要求。