随着微电子技术和计算机技术日新月异的发展,对连续模拟信号的数字化处理已经渗透到科研、生产和生活的各个领域,因此数据采集与处理系统的应用日益广泛。在工业生产和科学研究中,对数据采集系统的性能要求越来越高,具备更高采集精度和速度的数据采集系统越来越受到青睐。本文应用现场可编程门阵列高速、高密度和设计灵活的特性,设计了一种基于FPGA的高速数据采集系统,该系统以FPGA作为整个系统的控制、处理核心,完成对AD转换的数据进行存储和传输,最后用USB2.0总线传送给计算机进行处理、分析和显示。FPGA作为系统的核心控制芯片可提高系统稳定性、减小设备体积。论文提出了高速数据采集系统的设计实现方案,分为硬件设计和软件设计两部分。硬件设计主要包括电源电路、FIFO存储模块、AD采样及调理电路和USB接口电路的分析与设计;软件设计包括应用VHDL语言实现FPGA的时序控制和使用LabVIEW设计上位机界面,接收、显示采集的数据信息。其中,VHDL采用自上而下的设计的方法,分模块完成FPGA的逻辑功能。最后将软硬件结合实现系统并进行了系统调试,给出了应用测试实例,其采集速度和精度表明系统符合设计目标。系统体积小、携带方便,可以应用于工业测控、通信、医疗等信号处理领域,具有很高的性价比和较广泛的应用前景。