能谱测量系统借助核辐射探测器记录带电粒子或光子的能量分布从而建立能谱图,凭借其优异的准确性、灵敏性等特点被广泛应用于放射性监测、元素分析等领域。目前,国内外的能谱测量系统大多采用脉冲幅度分析（PHA）方法,并且衍生了大量的滤波成形算法以提高其准确性,然而PHA方法在基线漂移、弹道亏损等关键问题上仍存在短板,因此,该论文结合各类核脉冲分析方法的研究成果,深入探究了脉冲积分分析（PIA）的方法理论,并基于PIA方法研制了一款嵌入式能谱测量系统。PIA方法将核脉冲的上升沿等效为冲激函数,并通过Levenberg-Marquardt算法对脉冲下降沿进行非线性拟合获得其冲激响应函数,在扣除基线后,求解该响应函数的积分来映射粒子在探测器中能量沉积。相比于PHA方法,PIA方法具备更优秀的弹道亏损补偿和基线漂移校正能力,且对于模数转换器的采样频率要求较低。受制于传统的“FPGA+ARM”双系统架构中数字信号的并行处理和定点运算特点,导致PIA方法中的非线性拟合过程难以实现,因此,该论文基于Zynq片上系统平台研制了一款嵌入式能谱测量系统以实现PIA方法工程化应用。该设计基于Verilog HDL和C语言,借助Vivado和Xilinx SDK工具联合开发,通过AXI-Stream协议实现了核脉冲数据在可编程逻辑部分（PL）与处理系统（PS）之间的高速通信,并借助PS端高速的串行和浮点运算能力实现了PIA方法的实时处理。PIA方法验证测试表明嵌入式能谱测量系统对函数发生器产生的核信号的相关系数为0.99999,证实了PIA方法的有效性及其工程化应用的可行性;然后,搭载国产Φ75mm×75 mm尺寸的La Br3（Ce）闪烁探测器对137Cs放射源进行能谱对比测试,结果显示该系统与美国ORTEC的NIM插件(Amplifier-572A和ASPEC-927)具备相同的能量分辨率;其次,对于天然铀矿石的测量结果验证了该系统对不同能量γ射线的相关系数为0.99999,具备良好的能量响应;最后,稳定性测试结果表明在连续4小时的测量中662 ke V全能峰的道址漂移不超过±1道。