Ces dernières décennies ont été marquées par une importante progression technologique s'appuyant principalement sur l'électronique et qui semble aujourd'hui inéluctable. Dans un contexte ou la révolution électronique a la mainmise sur de nombreux et vastes domaines tels que dans l'industrie, le médical, la recherche, la défense, ou encore la domotique, la complexité des systèmes constitutifs en vue d'une application souhaitée est devenue une contrainte pouvant affecter sa facilité d'utilisation, son encombrement, sa maintenance, ou même sa fiabilité. Plus particulièrement, la supervision des divers signaux employés nécessaires pour s'assurer du bon fonctionnement du système implique souvent la mise en œuvre de multiples outils typiques dédiés à la mesure, à la conversion, au contrôle, à la transmission, ou à l'interaction des données avec l'utilisateur. Les travaux de thèse présentés ici contribuent au développement d'un système unique pouvant intégrer l'ensemble de ces fonctionnalités, grâce à une technologie récente, le FPGA-SoC. Cette technologie, par l'intégration d'un FPGA et d'un microprocesseur au sein d'une même puce, permet d'envisager une gamme d'applications faisant intervenir de nombreux niveaux de fonctionnalités tout en simplifiant leur mise en œuvre. La technologie FPGA-SoC a pu être tout d'abord employée dans la conception d'un système de surveillance de signaux pour la protection des équipements de radiographie éclair, EPURE, en collaboration avec le CEA CESTA. Ce projet a été une opportunité pour répondre à un besoin de rapidité d'opération et d'application concrète en temps réel, qui aura été largement satisfait grâce aux performances que peut offrir la technologie FPGA-SoC. Dans un second temps, nos travaux ont été concentrés sur deux aspects essentiels pour garantir la fiabilité d'un système d'acquisition lors de son développement : le développement de cartes électroniques haute vitesse, et l'immunité électromagnétique (EM) du système. En effet, l'étude se positionne dans un contexte où les perturbations électromagnétiques environnantes (moteurs de forte puissance, générateurs de puissances pulsées) peuvent présenter un risque de fiabilité et de fonctionnement du système. À l'aide de solveurs 2D et 3D EM, et en appui avec une étude des règles de dimensionnement de cartes électriques haute fréquence, diverses méthodes de modélisation numérique et de visualisation de la bonne intégrité des signaux de la carte d'acquisition ont été élaborées et présentées. Une solution de blindage innovante et compacte, appelée multicouches, permet d'optimiser l'immunité EM de systèmes embarqués à forte contrainte de poids, et a été étudiée analytiquement et numériquement. Des modèles de simulations plus complets incluant la source d'agression EM et le système électronique ciblé, pourvu de nos solutions de blindages multicouche, ont été conçus et permettent ainsi la validation du déploiement d'une méthodologie de caractérisation de l'immunité EM de systèmes plus complexes.