逻辑分析仪是一种专门用于数字系统的测试仪器，由于其体积庞大、价格昂贵，很大程度上影响了其在实际中的应用，本文通过对VGA显示的虚拟测试仪器的特性进行研究，设计了一款基于FPGA的逻辑分析仪。工作重点是解决数据写入速度较慢、采样频率不高、分析的范围和质量低等问题。文中首先研究了传统逻辑分析仪的数据捕获部分，由于采用外部寄存器存在稳定性能差，数据读进速度缓慢的问题，提出一种使用FPGA内部的M4K块作为移位寄存器连续写入数据的方法，可以有效的提高采样数据的速度和性能的稳定性。在数据读写方面，使用了两个异步FIFO一个用于上电初始化的状态控制，而另一个则用于正常工作时的状态控制，并将FIFO中的数据量作为随机存储器的状态指示，提高了读、写和存储有效数据的能力。在数据存储部分，由于系统时钟（FPGA内部的工作时钟）和输出的信号之间存在相位的移动。参考SDRAM的数据手册提供的相关时序参数，进行移位估算，并计算出最佳相移是1.2005ns。根据时序结果的分析，对传输到SDRAM的时钟信号添加了+2ns的偏移，从而保证SDRAM在锁存数据时有足够的建立和保持时间。最终，经过FPGA验证与VGA实时显示实验，可以认定本逻辑分析仪功能正确，与设计相符，具有变频采样时钟和16路采样通道。本逻辑分析仪使用液晶显示器作为波形显示屏幕，用FPGA控制，其接口、数据传输及数据显示全是数字化工作的，因而实时采样波形的显示效果良好，标志着未来逻辑分析仪一个新的发展趋势。