数据采集作为数字信号处理必不可少的前期工作,在整个数字系统中起到关键性、乃至决定性的作用,其应用已经深入到数字信号处理的各个领域中。本项目研制最高采样率1GSa/s的PXI(PCI Extension for Instrumentation)数据采集卡,其充分利用计算机的强大性能,提高了仪器的数据处理和显示性能,同时降低了仪器成本。本文探讨了数据采集卡的基本工作原理和硬件结构,以及它在测试领域的发展趋势,研究了数据采集卡的硬件电路和PXI接口硬件设计。同时也给出了系统的测试方法和结果。本设计采用先进的现场可编程门阵列(FPGA)器件,实现高速采样数据的接收以及深度的存储控制和触发功能。在高速采样数据接收的设计中,使用FPGA内嵌的串行接收器来降低后级数据处理电路的工作频率。在采样时钟上,可以用板上时钟和外时钟采样。在触发方面实现了通道触发、外触发以及PXI背板触发。高速数据采集存储、使用外时钟采样及窗口、PXI背板触发方式的提出和具体实现是本设计的创新点。PXI接口的设计中分析了PXI协议的基本特性,研究PXI接口芯片与FPGA的信号连接以及PXI背板触发的实现。经测试表明,该数据采集模块具有高速数据采集和存储功能,PXI接口有良好的数据传输能力,能满足高速信号传输的要求。它和零槽控制器配合工作,满足了用户高速信号采集和处理的要求。