随着视频图像处理技术的日益成熟以及计算机互联网技术的飞速发展,视频图像处理系统逐渐向智能化、高清化和网络化方向发展。然而高清视频数据量非常大,软件系统的处理速度很难满足实时系统设计的要求。ASIC即专用集成电路设计,是指基于硬件加速电路实现特定功能及算法的芯片设计方法。与软件实现方法相比其优势在于高性能,低能耗,易于控制。随着应用需求的快速发展及ASIC设计技术的不断成熟,越来越多的应用算法,特别是对性能要求非常敏感的视频处理领域,需要利用ASIC设计方法对其进行加速处理。本文研究了视频处理单元的架构组成及视频前处理/后处理相关算法,对架构组成进行了功能划分,设计了视频采集模块、视频调整模块、系统控制模块、去方块效应滤波模块、DMA控制模块以及高清视频同步、异步显示模块。实现过程充分考虑系统控制方案,算法优化设计,单元内部数据存储方案,系统传输总线设计、显示采集等外部接口设计等硬件设计要素,基于硬件描述语言进行功能及算法设计。同时,利用软硬件协同验证设计方法搭建了系统级验证平台,完成外设模型设计、系统级仿真环境设计、测试向量设计,以及软件编程控制,通过对所设计各模块寄存器的灵活修改与控制,实现对高清视频处理ASIC电路的仿真,完成相关视频处理功能的验证过程。本文研究并设计的高清视频处理单元,能够实现高清视频实时采样,图像缩放、图像旋转、色度空间转换、去块效应滤波、同步显示、异步显示等视频处理算法,辅助H.264、HEVC、MPEG4等视频标准的编解码处理,能够为具备视频处理功能的复杂嵌入式系统芯片提供良好的高清视频加速处理功能,具备了较为重要的研究意义与实用价值。