随着FPGA 内部资源的不断丰富，以其为平台构建一个完整的片上系统成为可能。新的大型物理实验项目需要大幅度提高数据获取系统吞吐量，软/硬件协同处理技术是提高系统性能的有效手段，本文研究了软/硬件协同处理技术在高性能数据获取系统设计中的应用。利用Xilinx Virtex4 系列FPGA 内嵌的PowerPC 硬核及开源IP 核设计了片上系统的硬件，并移植了开源Linux，构建一个完整的嵌入式系统。采用合理的系统任务划分策略，对需要高处理性能的任务，用自主设计的专用硬件IP 核来完成，通过运行在PowerPC 上的软件程序来实现系统管理以及TCP/UDP 协议栈处理。在数据获取系统关键的数据流处理上，输入缓存的写入速度超过1GByte/s；数据输出到PC Farm 采用千兆网连接，TCP 传输的速度超过200Mb/s。基于FPGA 的片上数据获取系统具有高性能、灵活、高可扩展的特点。关键性能的测试结果表明，它较现有的数据获取系统在系统吞吐量上有很大提高,有实际应用价值。