逻辑分析仪(Logic Analyzer,简称LA),作为在数字系统数据测试仪器中应用最为广泛、最重要、最具有代表性的一种通用测试仪器,为解决各种越来越复杂数字系统的检测和故障诊断提供了强有力的工具。虚拟测试仪器(Virtual Instrument,简称VI)的出现和广泛使用,代表着目前测试仪器领域的发展方向,虚拟仪器将会逐渐的取代传统的测试仪器成为现代测试仪器的主流。而如今现场可编程逻辑门阵列(Filed Programmable Gate Array, FPGA),具有功能强大,开发周期短、投资小,可反复编程、保密性好等优点,使其成为硬件设计的首要选择。本文首先简单地介绍了逻辑分析仪和虚拟仪器技术,深入剖析了逻辑分析的系统组成、工作机理与特点。由于虚拟仪器技术的核心在于硬件与上位机软件的结合,论文介绍了虚拟仪器特点、软硬软件构成、和虚拟仪器的编程语言。接着在对逻辑分析仪的工作原理及需求分析的基础上,比较确定了整体设计方案,即仪器由计算机端的上位机应用软件和逻辑分析仪硬件两大部分组成,上位机和硬件通过基于USB2.0的USB接口进行通信。对系统的硬件部分作了具体设计,各个组成模块的设计方案进行了研究,包括探头模块、时钟模块、延迟与锁存模块、毛刺检测模块、触发识别模块、存储控制模块、USB接口模块等。在具体设计中,课题主要利用FPGA技术及一些相关的软硬件知识,完成了系统的各个模块的设计,实现了逻辑分析仪简单触发、计数触发、序列触发、延迟触发等多种触发方式,并分别进行了功能时序仿真和调试,保证了电路设计的正确性和可靠性。上位机软件采用虚拟仪器技术进行开发,通过基于USB2.0的接口电路实现了和硬件的通信。最后对主要工作总结,指出系统能进一步改进和完善的地方。