在惯性约束聚变的研究中，要理解激光等离子体的相互作用，主要是通过高温等离子X射线诊断技术来实现。通过对X射线能谱进行分析，根据谱线线形和光谱强度可以得出等离子体的特性参数，包括等离子体的电子温度、离子温度和电子密度等。查阅国内外关于 X射线探测谱仪的研究文献，发现目前对激光等离子体X射线谱的高分辨测量主要采用椭圆弯晶谱仪。椭圆弯晶谱仪依据椭圆的基本特点和布拉格衍射的基本原理进行光路设计，将 X射线放射源和探测系统分别放在椭圆的两个焦点上，注意在探测系统与焦点之间有一缝隙。而色散晶体安装在椭圆形表面的某一合适位置上。射线源发射出的光线照射向晶体后发生布拉格衍射，其反射线正好通过第二个焦点处的缝隙射向探测系统。这个探测系统一般是 X射线CCD相机。探测系统是椭圆弯晶谱仪的核心部分之一，为谱线探测提供基本图像数据，其性能与我们获得的光谱信息的有效性及准确性密切相关。因此，高速高分辨率的CCD图像数据采集系统对于谱线探测具有重要的实用价值和现实意义。　　本文设计了基于CPLD的高速高分辨率的CCD图像数据采集系统，其结构由CCD光电转换模块、模拟前端的AD应用模块、CPLD驱动及控制模块、USB接口传输模块和系统电源模块组成。整个系统的顺利工作需要硬件电路和驱动时序的相互配合。论文结合行间转移型面阵CCD的工作原理，重点分析了Sony公司的CCD ICX285AL图像传感器的驱动时序要求，设计了CCD驱动时序电路。论文还研究了USB2.0接口芯片，分析了EZ-USB FX2系列芯片的结构特点和接口模式，最终确定了CPLD与EZ-USB FX2的通信方式。此外，本文又在QuartusII平台上利用 VHDL硬件描述语言完成了CCD驱动时序的编写以及 AD寄存器的相关配置，并用Modelsim软件进行了功能仿真。　　完成硬件原理图绘制和PCB设计后，将VHDL程序载入CPLD中，对系统各部分进行调试。测试结果表明，该系统可稳定正常工作，采集到的图像清晰，分辨率为140万，并且传输速率可达每秒13帧。本图像采集系统电路简单可靠，分辨率高，传输速度快，能够实时处理数据，能更好的满足实际工业和科研的需求。