高速数据采集系统在信号检测、雷达、图像处理、网络通信等领域有广泛应用,不同的应用要求使用不同的总线和不同的设计,但是,无论基于何种应用,其设计的关键在接口的实现上。随着cPCI总线技术的发展,cPCI总线逐渐代替了PCI总线、VME总线,成为测控领域中最受人们青睐的总线形式。为满足高速采集过程中数据传输速度的要求和采集卡与PC机连接的机械强度的要求,本论文提出设计基于cPCI总线接口的数据采集系统。设计中利用单片FPGA芯片实现PCI协议,代替传统的FIFO芯片和串并转换芯片,并完成对模拟电路的控制功能;并提出将应用程序中的一部分数据读写操作放入动态链接库中,减少因应用程序反复调用驱动程序而造成的资源浪费和时间的延迟。通过分析PCI总线协议,理解高频数字电路设计方法和高速数据采集原理,本文开发了基于cPCI接口的高速数据采集系统。经过综合测试和现场应用验证表明,采集系统已达到了要求的性能指标。