在机器视觉,视频监控等成像系统领域。从20世纪70年代到20世纪90年代,CCD以其低噪声、高灵敏度、高分辨率等优势占据着该领域绝对的市场份额。21世纪初期得益于成像半导体技术的快速发展,CMOS图像传感器凭借自身优秀的成像质量,较低的功耗,较高的集成度等特点,已经逐渐将CCD甩在身后。以CMOSIS公司的CMV8000图像传感器为例,CMOS图像传感器在成像质量,灵敏度等方面与CCD的差距已经变得很小,而且在体积、集成度、功耗、成本等方面已经超过了CCD。CMV8000以其高速,大面阵等特性广泛应用到机器视觉和监控等科研领域。本文基于CMV8000图像传感器和Xilinx公司Kintex-7系列XC7K410T FPGA(Field Programmable Gate Array)提出了一种成像系统设计方案。首先,查阅了大量文献、技术手册和专业网站。对CMOS和CCD图像传感器的发展以及高速工业相机国内外的研究现状进行调研,提出本文的设计意义,制定设计目标。其次,详细介绍了成像系统开发环境和开发语言的特点。并且对成像系统各芯片选型也做出了阐述。本文根据设计需要,以Kintex-7系列XC7K410T FPGA和CMV8000图像传感器为核心,制定了CMOS板+(FPGA+Camera Link)板的硬件电路架构。详细介绍了系统供电模块、时钟模块、传输模块解决方案,并对各芯片外围电路设计进行了进一步的阐述。再次,在硬件电路设计的基础上进行成像系统的软件程序设计,软件部分包括CMOS驱动模块、图像数据捕获模块、图像缓存模块、传输控制模块。实现了对传感器寄存器配置,差分数据转换,像素重整合,数据传输显示等功能。最后,完成系统联合调试,测试成像系统各关键参数,采集图像数据。并对设计中的不足进行了针对性分析,提出了改进思路。最终本文完成基于Xilinx公司Kintex-7系列XC7K410T FPGA和CMV8000图像传感器成像系统软件设计,CMOS阵面1792*2528,输出速率40fps,功耗1.2W。系统采集图像清晰稳定,满足设计需求。