随着光学和电子技术的发展,用来代替人类视觉的图像处理系统在诸多领域得到了广泛应用,如系统安全、军事对抗、工业检测、生物医学等。与此同时,人们对图像处理系统的要求也越来越高,如更快的速度、更低的功耗、更强大的功能等。为了顺应图像处理领域的发展趋势,本文研究设计了一种基于FPGA和PCI的图像处理系统。本文着重研究了图像处理系统的硬件设计,包括电源、CameraLink图像采集、核心处理器FPGA、SSRAM和DDR2 SDRAM外围数据存储以及PCI数据传输等各个模块的原理图和PCB设计。其中,原理图设计部分重点介绍了系统的电源模块设计,PCB设计部分重点介绍了关键器件的布局和重要信号的布线。此外,本文设计系统包含有许多高速器件,它们的信号极易受到干扰,如信号传输过程中的反射、串扰,电源系统的谐振、同步开关噪声(SSN)等都会影响信号质量。为了防止这些干扰,本文在研究了信号完整性(SI)和电源完整性(PI)的理论基础上,对DDR2的差分时钟信号、地址和数据总线进行了SI仿真,对系统电源进行了谐振仿真,对FPGA和DDR2之间的8根信号线进行了SSN仿真,并根据仿真结果调整系统设计,最终保证了信号的质量要求。最后,对系统的整体功能进行了综合测试,结果表明本系统可以高效地完成图像数据的采集、预处理和传输功能,达到了预期设计目标。