在图像处理及通信、雷达等实时信号处理领域中,实时图像信息处理不仅运算量大,数据吞吐量也很大,需要较大的数据动态范围和数据精度,对处理单元的输入输出速度和处理机互联网络的通信能力都有很高的要求。为便于进行算法升级,对系统的可重构性和可扩展性要求高,即需要构造一个通用实时并行图像信息处理平台。本文在学习国内外研究现状的基础上,仔细对DSP、FPGA芯片和CPCI桥接方案进行选择,提出了“双FPGA+双DSP簇+CPCI”的图像信息处理机设计结构:选用两簇共4片ADI公司高性能的TigerSHARC系列DSP芯片ADSP TS201作为算法的核心处理单元;选用2片Xilinx公司的Virtex-5系列FPGA芯片XC5VLX110T作为底层算法处理和接口控制的核心,实现可配置的系统架构,并充分利用TigerSHARC提供超高的处理性能和I/O带宽;选用高速CPCI总线作为图像信息处理机与主机的通讯桥梁。文中给出了图像信息处理机的原理图设计,该电路基于6U电路板,TS201与FPGA之间通过共享总线接口和链路口两种方式互连,系统拥有大容量的DDR和DDR2 SDRAM存储器,包含LVDS、SRIO、SATA等高速通信接口。文中对系统设计过程中遇到的信号完整性问题进行了分析,使用Si9000进行PCB叠层设计和阻抗控制,着重对DDR2和LVDS的布线设计规则进行了讨论,并使用HyperLynx7.7分别给出了PCB的后仿真验证,还给出了背板连接器的选择与分配,最终完成了PCB设计工作。本文还介绍了FPGA与TS201互连的高速链路口的逻辑设计,详细描述了链路口中的4通道DDR LVDS源同步发送器和接收器两个独立功能模块的设计,并对在接收器中设计的动态建立/保持时序进行了分析,给出了仿真结果。