随着计算机总线技术的发展,自动化测试技术特别是基于计算机的虚拟仪器技术给仪器领域带来了深刻的变革。但是一直以来,由于接口带宽的限制,某些诸如高速视频测试等高带宽应用领域的测试测量,都只能由昂贵的专用测试系统来实现。第三代计算机I/O总线PCI Express出现之后,测试计量领域迅速将其封装为能够用于仪器的PXI Express总线。这个仪器领域最高性能总线的出现,使得普通仪器模块涉足高带宽测试测量的应用变为可能。本文首先对课题所要求的技术指标作了一个简要的分析,就其中的关键技术进行了详细介绍。在此基础上,研制了一种基于PXI Express总线的双通道A/D模块。该模块选用自带高速串行收发器的FPGA作为整个系统的控制核心,严格按照PXI Express总线规范进行设计。实现了自动增益调节,程控采样率设置,高速A/D转换和数据处理等部分。模块的接口协议采用PCI Express总线的IP核进行配置,并通过与之同步的接口逻辑来实现对FPGA内部寄存器的操作。模块的软面板及底层驱动程序用Lab Windows/CVI平台开发,符合VPP规范及虚拟仪器用户的操作习惯。经过调试及验证,实际测试结果表明,按照本方案设计出来的模块基本实现了高速信号的数据采集功能。在FPGA的控制下,模块完成了对高速模拟信号的自动增益调节和A/D转换,转换后的数据成功的存储到了FPGA的缓冲区中。经过计算表明,所采集到的数据具备了一定的精度,达到了模块设计之初的要求。模块的PXI Express接口逻辑通过了功能仿真,理论上可以实现对数据的实时传输和寄存器的读写操作。不足的是本模块的PCB设计不够合理,从而影响了接口的信号完整性。本文对于这个问题作了详细的分析,并且给出了相应的改进方案。