以“制造业的智能化”为宗旨的工业4.0时代已经到来。工业4.0的核心是以智能识别、智能检测、智能互联以及智能控制等为基础的高能效的智能工厂。包含巨大信息量的图像视觉技术将为智能识别检测处理提供有力的支持。图像视觉技术的核心是高速图像采集处理,其传统工作方式是采用“后端智能化”的工作方式,即前端用摄像头采集图像,通过视频采集卡传输至后端工业电脑,进行图像分析及处理。本文基于“智能移向前端”的新趋势提出采用ZYNQ SOPC搭建分布式的高速图像采集处理平台,充分利用它集成了处理器的软件可编程性和FPGA的硬件可编程性所带来的强大系统性能,把越来越多的图像采集、处理和实时分析做到摄像头端,满足日益增长的实时性和分布式要求。针对所提出平台,本文规划验证原型,并自主完成板卡设计及运行其上的逻辑程序和软件程序开发。板卡设计部分,本文以ZYNQ SOPC为核心完成相应原理图设计,然后基于Cadence的Sigrity工具对板卡关键信号链路的信号完整性进行仿真分析和对板卡的核心模块的电源完整性进行分析验证,依据分析结果设计相应约束,然后在约束驱动下完成版图设计。系统逻辑程序开发及软件程序开发部分,基于SerDes, AXI协议等相关技术研究及工业现场要求,设计高速图像传感器接口,高速图像数据传输通道,高速图像实时显示接口等IP,采用Xilinx公司的Vivado Design Suite开发套件完成这些IP的仿真,并进一步建立基于AXI4的互联系统。然后,采用Xilinx公司的SDK开发驱动程序及应用软件,完成软硬件系统整体搭建。最后,在系统基础测试中,被测物体清晰无抖动显示在屏幕上,验证系统运行的稳定性；在测试仪表表针转速的应用试验中,当以每秒800帧的速度采集分辨率为320x240的图片时,没有发现图像错乱和丢失,并准确得出仪表转速,进一步验证图像采集处理分析的正确性。结合相应的运行于ARM或者FPGA的图像处理模块及其他控制相关模块,本平台不仅能实现图像采集处理,还能实现设备控制,从而更好的服务于工业现场。