随着数据通信技术的发展，数据采集技术已经在各个领域中得到广泛的应用尤其是在现代雷达采集系统中，采集存储器性能的好坏直接影响到整个系统的性能。现代雷达采集系统面临着高速、大容量数据流的运算与处理问题，对传输速度和带宽有更高的要求，如何快速的将采集到的大量数据进行分析处理，成为制约系统性能以及进一步提高及系统实现功能的瓶颈。在此背景下，本论文设计了基于PCI Express总线的高速数据采集卡。本论文在认真调研国内外相关领域研究现状的基础上，并综合考虑性能和成本等因素，确定了用专用的总线协议芯片PEX8311来设计PCI Express总线接口，并用FPGA来控制整个电路时序。本论文的硬件部分设计采用了模块化的设计结构，将硬件系统分为数据采集、信号数据缓存、PCI Express总线接口以及本地总线控制逻辑等主要模块。PCI Express总线接口的PCB设计和本地端时序逻辑对PEX8311的配置是本设计中的重点和难点。系统软件部分主要包括系设备驱动程序和用户应用程序的设计开发，设备驱动程序的开发使用Driver Studio开发环境并遵循WDM驱动程序的开发模型；应用程序开发的设计采用异步的I/O操作和多线程的设计架构，增强了交互性并且提高数据处理的效率。最后，我们利用PLX公司的PLXMON测试平台对设计的PCI Express高速采集卡的传输性能进行测试。