高速数据采集技术是信号处理的一个非常重要的环节，广泛应用于通信、雷达、图像处理等领域。目前，随着计算机、通信、微电子技术的不断发展，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。 本课题在对现有的高速数据采集方法进行较为深入的研究和比较的基础上，采用软件和硬件设计相结合的方法，设计了一种使用基于Nios Ⅱ的SOPC技术来实现的高速数据采集系统，能够实现实时采样速率50M SPS以上，等效采样速率达1.6G SPS以上的高速数据采集。 通过研究高速数据采集系统的关键技术，结合SOPC基本理论，尤其是充分利用随机等效采样技术的输入信号频率高、时序要求严格等特点，在采样带宽相同的情况下，可以大幅度降低系统制造成本，是本文的一大亮点。随机等效采样技术的关键是准确地测算出触发脉冲前沿和触发后一个采样脉冲前沿之间的时间间隔，本文没有采用传统的双斜率充放电电路来进行短时间的测量，而是模仿游标卡尺的原理，充分利用FPGA内部的逻辑资源，实现了全数字的测量方法，是本文的另一个亮点。最后，设计了Nios Ⅱ系统，对其进行配置，添加了必要的控制器组件，完成对整个系统数据的处理以及存储。 经过仿真，设计的基于SOPC的高速数据采集系统能够稳定运行，实时达到50MSPS的采样率，等效采样下达到1.6GSPS的采样率，基本达到预期目标。