随着航空航天领域的发展，各种机载设备集成了越来越多的功能来执行飞行任务。在此过程中大量的信号需要被实时监测、采集以及存储。目前的监测系统主要由工业计算机搭载各种测试级板卡组成，体积庞大且繁重。频谱分析系统作为测试环节的必备工具，起着不可替代的作用。本文在已有频谱分析系统的基础上，通过比较各种设计原理，按照设计要求，提出了一种中低频信号的实时谱分析方案，即基于FPGA软核Microblaze的SOPC谱分析设计方案。系统的硬件电路包括可程控电路，信号采集电路，FPGA控制核心，存储单元以及显示模块。不仅能够完成现场信号的处理，而且可以实现结果的存储，便于后期分析。设计充分发挥了FPGA嵌入式的优点，能够在硬件上实现软配置，使得设计更加灵活。通过不断测试和分析，最终实现了实时频谱分析的功能。将上位机采集到的频谱分析结果与使用FPGA的IP核FFT测试结果、Matlab频谱图三者作比较，对比其性能。实验结果表明，嵌入式软核的设计具有诸多优点，同时频谱分析系统的性能还有更广阔的提升空间，今后有待深入研究。