随着通信和多媒体技术的发展,数字图像尤其是视频图像的应用越来越广泛,对图像采集系统的要求也日益提高。而传统的图像采集方式不能很好地满足应用要求。因此,构建新的高速图像采集系统,使其达到高速、高帧、高清的目标就成为一个新的研究课题。当前,千兆以太网已经发展成为主流的网络技术,通信带宽可以达到1Gb/s,比快速以太网提供了更高的数据率和更低的延迟。它建立在快速以太网基础之上,并利用了原以太网标准所制定的全部技术规范。千兆以太网以其高速、高性能的特点,被广泛应用在企业、政府等众多部门。本文提出了一种基于嵌入式千兆以太网技术的高速图像采集系统设计方案,它集数据采集、高速传输、数据处理为一体。系统以Xilinx公司的Spartan-3E系列XC3S250E FPGA芯片为主控制器,MAC芯片AX88180、PHY芯片88E1111搭建千兆以太网平台,实现网络传输,图像采集采用CMOS数字图像传感器,通过图像传感器采集图像数据,经千兆以太网实时传输至PC机,进行相应的图像处理。文中首先介绍了系统的硬件设计,包括主要芯片的结构特点,然后详细叙述了软件实现部分,包括网卡驱动程序和图像采集驱动程序的设计。系统以ISE10.1为编译开发环境,通过Verilog HDL语言编程实现各个模块。通过整机调试,本采集系统能够实现数据流速度达到300Mb/s的图像数据高速采集、高速传输和大容量连续高速存储,且成本较低,性能稳定可靠,能够满足大多数实时传输系统的要求。