该论文是针对科研课题“浮游植物粒径分布于浓度测量系统”的数据采集与实时处理部分,设计了基于FPGA技术的实时数据采集与处理系统实现方案,实现项目中荧光信号脉冲宽度的测量和多普勒信号频谱的提取,通常的数据处理系统以DSP作为处理芯片,该系统采用了FPGA作为核心芯片,利用内部数据处理功能模块对经过AD转换后的信号分别进行处理,并把处理后的信息传输到PCI总线上,从而对信息进行数据分析。该论文主要阐述了基于FPGA的实时数据采集与处理系统的设计方案以及对各相关FPGA设计模块进行了仿真验证,设计方案主要涉及到AD、FPGA、FPGA配置芯片、配置方式和PCI接口方案的选取,利用FPGA的开发工具ISE设计出不同的功能模块,并对各个功能模块经过综合验证,对综合后的结果通过Modelsim或者ISE自带的工具进行了仿真验证。该设计系统采用了Xilinx公司Spartan 3E系列中XC3S1200E的FPGA作为核心芯片,该款的FPGA有着比较丰富的存储单元。利用开发工具ISE依据设计要求搭建出FIFO、单口RAM存储模块、FFT运算模块和时钟控制DCM模块,并对上述的模块进行设置,根据系统结构的框架将不同的模块进行有序搭建起来；采用Verilog HDL硬件描述语言编制产生模数转换器(A/D)控制逻辑及其它控制功能模块,有序的把各个模块连接起来。通过搭建FFT和求模运算模块来完成常见的高级语言所能够实现的傅里叶变换,荧光脉冲宽度的计算也通过VerilogHDL硬件描述语言来实现。PCI接口方案利用了Lattice公司提供的33MHz Target PCI core,上述模块运算后的结果通过PCI core模块传输到PCI总线上。通过加载输入由ISE开发软件所自备的仿真信号发生器产生正弦输入信号作为输入,利用ISE和Modelsim自带的仿真工具分析了FFT处理输出的数据结果及输出时序状况,通过仿真结果分析出有用的信号,验证了该设计方案的正确性,可以通过该方案实现荧光信号脉冲宽度的测量和多普勒信号频谱信息的抽取,进而达到最终的设计目的。最终通过该采集系统实现对传感器送来的的荧光信号和多普勒信号经过数据分析分别得出荧光脉冲的时间半宽度和多普勒信号的频谱信息,通过PCI总线传输到主机上