1. 研究目的与意义
随着数字化的广泛应用和数字技术的飞速发展，数字化仪器已成为观测技术领域 的主流仪器，数据采集技术也成为观测技术领域中十分重要的技术环节之一，在现代工业生产及科学研究中的重要地位也日益突出，实时性和高速性的要求也不断提高。
同时，随着微型计算机的广泛应用及微电子技术的高速发展，高速数据采集技术必将快速发展，高速数据采集系统的应用前景更加广阔。
在现代工业生产和科学研究中，对一些具有高速、高精度、高实时性的瞬态信号的分析与处理，都需要进行高性能数据采集。
2. 国内外研究现状分析
高速数据采集系统广泛应用于军事、航天、航空、铁路、机械等诸多行业。区别于中速及低速数据采集系统，高速数据采集系统内部包含高速电路，电路系统1/3以上数字逻辑电路的时钟频率=50MHz；对于并行采样系统，采样频率达到50MHz，并行8bit以上；对于串行采样系统，采样频率达到200MHz，目前广泛使用的高速数据采集系统采样频率一般在200KS/s~100MS/s，分辨率16bit~24bit。
数据采集系统出现于20 世纪50 年代，1956年美国首先研发了用在军事上的数据采集测试系统。在20 世纪60 年代后期，国外就有成套的数据采集测试设备进入市场，此阶段的数据采集设备和系统多属于专用的系统。进入20 世纪70 年代，随着计算机的普及应用，数据采集系统得到了极大的发展，开始出现了通用数据采集与自动测试系统。该阶段的数据采集系统主要由两类：一类由仪器仪表和采集器、通用接口总线和计算机构成。第二类由数据采集卡、标准总线和计算机构成。20 世纪80 年代后期，数据采集系统发生了巨大变化，由工业计算机、单片机和大规模集成电路组合，并用软件管理，使系统的成本降低，体积减小，功能成倍增加，数据处理能力大大增强。 20 世纪90 年代至今，由于微电子技术和集成电路制造技术的不断进步，出现了高性能、高可靠性的单片数据采集系统。高性能数据采集系统的发展趋势主要表现在以下几个方面：①数据采集片上系统（SOC），它集数据采集、处理、运算、分析 等为一身的数据采集芯片应运而生。②采用新型信息处理方法，近几年的数据融合技术、模糊信息处理技术和神经网络技术等，在数据采集和现代测试系统中得到了广泛的应用。③采用高智能化软件，它可以在一些场合下代替复杂的硬件电路去对信号做分析和处理。④网络化，以Internet 为代表的网络技术的出现为测量仪器技术带来了前所未有的发展空间和机遇，网络化测量技术与具备网络功能的新型仪器应运而生。⑤ 通用化与标准化，它为系统更改、升级与大范围连接带来了便利条件，现代数据采集系统的通用化与标准化设计十分重要。随着信号处理器件的处理速度越来越快，数据采样的速率也变得越来越高，在某些电子信息领域，要求处理的频带要尽可能的宽，动态范围要尽可能的大，以便得到更宽的频率搜索范围，获取更多的信息量。FPGA的应用是EDA技术有机融合软硬件电子设计技术，SOC和ASIC设计，以及对自动设计与自动实现最典型的诠释。用FPGA控制数据采集系统代替用单片机控制数据采集系统已经成为特定的趋势。
3. 研究的基本内容与计划
（1） 研究内容：
本文研究高速数据采集系统的设计的内容那个包括：
fpga芯片区：①fpga逻辑运算中心，用来接收其他各部分的数据，并按照程序中设定的方案对所手袋的数据进行相应的分析和处理；②a/d控制单元，利用fpga实现a/d自动采集与数据存储；③数字量监测控制单元，主要实现数字量输出的控制、数字量输入的存储、数字量输入状态变化识别（中断输入）；④fpga接口逻辑控制单元，主要用于同cpu的接口，是数据采集系统可以方便的与pci、isa及其他总线连接；
4. 研究创新点
基于FPGA的数据采集系统设计，着重是用 FPGA实现，高速。
