近年来,随着粒子物理实验规模的不断扩大,探测器前端读出电子学的通道数也在不断增多。专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit,ASIC）代替了传统分立元件搭建的前端电子学电路,更好地满足现代实验下高密度、高事例率、高速度的读出需求,被广泛使用。探测器前端电荷读出ASIC（后简称电荷ASIC）使用时,在收集电荷脉冲,输出模拟信号后,还需要配套的电子学系统完成信号采集与数据处理工作。在构建电子学系统的可选方案中,片上系统（System On Chip,SoC）作为近几年流行起来的新架构平台,具有巨大的优势。SoC芯片在内部集成了现场可编程逻辑阵列（Field Programmable Gate Array,FPGA）与高性能的硬核处理器。与传统的“FPGA+处理器”的双芯片方案相比,精简了电路硬件的设计规模,极大提高了两部分单元在通信时的数据吞吐量,能更好满足采集电荷ASIC信号需要的大数据量、高速率等性能指标。本文根据实际需要,基于Xilinx公司的ZYNQ SoC芯片,设计了一套电荷ASIC信号采集与数据处理系统。为解决电荷ASIC的信号读出问题,探索出一种新的读出电子学系统的解决方案。主要完成的工作如下:（1）分析前端电荷ASIC芯片的工作原理与信号读出需求,确定采集与数据处理系统实现的技术路线,制定了设计方案。（2）根据方案完成了系统设计。系统由数据采集板卡与上位机软件两部分组成。数据采集板卡以ZYNQ SoC芯片为控制核心,完成了信号采集、刻度源生成、温度与电流监测、数据处理与上传等功能。上位机可以配置工作参数,实时显示采样的信号波形与系统状态,完成实验数据的存储。（3）对系统进行了初步的功能测试与性能指标测试。测试结果表明,系统实现了信号采集与数据上传、刻度源生成、状态监测、数据保存等基本功能。在性能指标上,各通道随机噪声小于2LSB,有效位为8.9位,非线性度优于0.7%。单板峰值上传速率达到600Mbps,静态功耗小于5W,满速率下功耗小于8W,满足电荷ASIC对后端电子学系统的需求。