近年来，仪器与自动测试技术的发展十分迅速，基于PXI/CompactPCI、VXI等仪表总线的模块式自动测试系统已广泛应用于实验室研究、测试和测量以及工业自动化领域中。在自动测试仪表中，模拟信号输入/输出模块作为自然界与数字世界的纽带，占据着举足轻重的地位。本文设计的基于PXI的模拟信号输入/输出模块，包含两路并行的模拟量输入和8路模拟量输出。该模块对于输入的模拟量可进行高达200MSPS采样率的高速采集，每个通道32MB的存储深度，用DDR2SDRAM内存条实现大量数据的存储，通过PXI接口将采集的数据上传给上位机；模块还提供更新率为100kHz的8路模拟量输出通道，用PXI接口接收上位机传输来的任意波形数据，存储于DDR2SDRAM中，利用直接数字频率合成的原理，实现8路任意波形输出，可以为电子设备和系统提供多个通道的信号源；同时，在FPGA中实现逻辑电路的设计，根据上位机通过PXI接口发送过来的命令，控制整个模块的工作以及各单元电路之间的数据传输。本文阐述了PXI模拟信号输入/输出模块的硬件设计，包括模拟信号输入通道设计、模拟信号输出通道设计、数据存储电路设计、PXI接口电路设计及FPGA逻辑设计等，其中着重阐述了FPGA逻辑电路的设计。FPGA逻辑设计主要包括了PCI9054本地接口逻辑的实现、DDR2SDRAM控制器实现、A/D采集数据的接收和存储、以及直接数字频率合成系统的数字部分的实现。最后给出了调试和验证的结果，证明了系统设计方案的可行性。