随着多媒体技术发展,数字图像的采集和处理已经成为许多应用系统的核心和基础。本文阐述了基于FPGA( Field Programmable Gate Array )的图像采集卡的红外图像预处理及采集卡控制逻辑IP( Intellectual Property )设计、仿真、验证过程。本IP将用于在基于红外热图像分析的电路板检测系统的采集卡中,作为核心处理单元提取热像仪的输出图像数据并控制采集卡工作。现在市面上的数字图像采集卡价格昂贵,且大多使用PCI( Peripheral Component Interconnect )接口,使用不方便。USB2.0接口有很多突出的优点:即插即用,连接方便,传输速度快,兼容性强。它已经在诸多设备中得到了非常广泛的应用。为了配合研制具有极强的易用性和便携性,并且能够实现与红外热像仪良好匹配的具有USB2.0功能的高速数据采集卡,本文设计了采集卡的基于FPGA为核心处理单元的完整预处理与控制逻辑IP。FPGA的使用大大简化了逻辑控制电路的设计,并且由于体积小、速度快以及可编程性强等诸多优点,它是一种更灵活的可编程器件,可根据需要,在实验室就能设计、更改大规模数字逻辑,研制成为满足各种不同的要求的ASIC ( Application Specific Integrated Circuit )并马上能投入使用。论文从IP设计的意义和本课题的应用背景出发,阐述了IP的设计、开发流程以及整个IP系统的组成,分析了各模块的功能,使用了新型的可编程逻辑技术,提出了一种基于Xilinx FPGA Spartan-IIE芯片的红外图像提取、逻辑控制的解决方案。论文从FPGA硬件特性和软件设计两大方面详细阐述了其开发方法和实现过程。在硬件方面,从FPGA的启动配置模式和重要信号引脚的连接设计方式入手,完成了USB( Universal Serial Bus )芯片Slave FIFO和FPGA之间、SRAM芯片与FPGA之间的接口模式。FPGA软件开发方面完成了模块状态机设计,寄存器传输级RTL( Register Transfer Level )的VerilogHDL可综合代码描述、仿真测试环境代码Testbench的编写以及仿真环境的建立。经过设计、综合、仿真和验证,本IP已经开发完成,完全满足预定目标。并且该IP具有可重配置性,能满足其他不同型号热像仪的输出分辨率需求,可根据热像仪的实际需要对分辨率进行重新配置。该IP的研制成功,为基于红外图像分析的电路板检测系统的小型化、实用化奠定了坚实的技术基础。