脑机接口技术在脑科学研究领域中具有重要意义。大脑的结构和功能之间存在着多层次、多尺度、随时间动态变化的复杂神经网络联系,为了在多脑区或全脑尺度对海量的神经元活动进行更精细和更高速的记录,神经信号记录系统需要具备更多记录通道、更高采样频率、更大数据并行处理量以及更强的多通道锋电位联合检测能力。为此,本文在神经信号记录硬件平台的基础上,完成了高通量神经信号记录系统FPGA的研究与开发工作。该系统可通过指令配置,支持以最高30KS/s的采样频率同时采集512通道神经电生理信号,对神经信号数据进行数字滤波与格式整理;控制DDR SDRAM存储接口实现数据高速缓存,并通过PCI-Expressx4数据总线实现与嵌入式GPUTegra K1的指令交互与数据传输。同时,本文实现了手动或自动锋电位在线实时检测,分别通过幅值阈值检测法实现手动检测功能,以及通过模板匹配窗口法实现自动检测功能。最后进行了 FPGA数据测试和系统样机的模拟实验。仿真测试的结果表明,高通量神经信号记录系统的各个模块时序准确无误,数据流处理与指令配置符合研发预期;模拟实验的结果表明,该神经记录系统能够稳定可靠地采集、处理、存储与上传数据,并可成功检出锋电位信号,性能指标满足研发要求。