在信息技术发展迅速的今天,信息系统的数据量以及数据速率都在不断的增长,因此高速数据采集系统的实现已经成为越来越重要的研究方向。本论文便是在此背景下,依托本人所在教研室项目,设计并实现了4Gsps多通道高速并行数据采集系统的前端模块。本文基于FMC接口总线,采用E2V公司的ADC芯片EV10AQ190,设计并实现了四通道最高采样率可达5Gsps的高速采样卡,其中包括高速采样卡的硬件设计以及FPGA端功能模块的设计与实现。为了针对不同的使用需要,为高速采样卡设计了多种采样时钟模式,包括内部采样时钟、外部输入参考时钟、外部输入采样时钟3种模式。同时为了保护高速采样卡,采用了温度电压传感器芯片ADT7411来对采样卡的温度进行监控。其控制接口采用I2C总线,载板(ML605)通过I2C总线实现对高速采样卡的ADC、采样时钟模块和温度电压传感器的通信控制。整个系统通过两块高速采样卡实现了八通道的并行时间交替数据采集系统,经过测试该系统的性能能够达到项目的指标要求。同时,为了满足项目对输入信号动态范围的要求,本文还研究设计了八通道信号调理板,每个通道采用了一片数字衰减器(HMC542)和一片程控放大器(DVGA2-33+)以及一片固定增益放大器(ERA-2+)的结构。实现了对输入模拟信号最大衰减倍数可达-28dB,最大放大倍数可达35dB的八通道信号调理电路,由DSP通过SPI总线完成对信号调理板的配置。