随着科技进步和社会发展，在工业生产和人民生活中对产品的质量要求越来越高，超声无损检测技术正好顺应了社会的需求，已经普遍应用到产品质量检测、生产过程监督、材料性能评估等领域中。随着超声检测技术的应用领域扩展，数字式超声检测仪也正在向着智能化、小型化、系列化、图像化的方向发展。SOPC(System On Programmable Chip，片上可编程系统)技术是近些年来才逐渐兴起的一种嵌入式技术，它的出现实现了个人定制片上系统的可行性，推动了电子产品设备的小型化发展。Nios II系统是基于SOPC技术的比较完善的可配置系统。本文以FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)和Nios II为控制核心设计了一套便携式超声波无损检测仪，主要的研究内容包括如下几方面：(1)超声波激励模块的硬件设计。考虑系统的兼容性和便携性，选定多周期方波脉冲作为本系统的超声激励信号；硬件设计融合了开关电源技术和高压功率管驱动技术，减小了模块体积，并使其工作更稳定；(2)采集控制模块的硬件设计。控制核心采用FPGA，极大的减小了电路的体积。模块的前端采集电路采用两级程控增益电路，并且加入了低通滤波器，能在满足微弱信号采集的基础上滤除高频噪声，提高接收信号的信噪比；(3) FPGA的设计。在FPGA中嵌入了NIOS II内核做主控，并用硬件描述方法设计了高速采集驱动部分和超声激励驱动部分，使系统软硬结合，提高了工作稳定性。(4)基于Nios II处理器的软件部分设计。软件设计主要完成了对系统模块的整体协调和控制，显示界面的控制和按键检测等，并优化和实现了时域波形压缩算法与平均滤波算法。(5)对系统各个功能进行测试，并通过测厚和锚杆测长实验，证明系统已经达到设计要求，并且可以应用到实际检测中。