一种时序分析装置及时序分析方法，所述时序分析装置，应用于可编程序逻辑阵列系统中，包含：复数个第一及第二基本输入输出端、通道多工器、复数个高速输入输出端、取样模块以及时序分析模块。第一基本输入输出端自待测元件接收复数个待测信号。通道多工器自第一基本输入输出端接收待测信号，以选择待测信号中的至少一组输出至第二基本输入输出端。高速输入输出端具有较第一及第二基本输入输出端高的逻辑电平解析速度。取样模块通过高速输入输出端接收自第二基本输入输出端输出的该组待测信号进行取样，以产生取样结果。时序分析模块根据取样结果进行时序分析及量测。