现代数字图像技术处于快速发展阶段,航空航天、医疗、工业生产以及军事等领域已经开始广泛运用传输系统与图像采集系统。因此,高速高清图像的采集和传输技术日渐成为一个重要的研究方向。本文基于ZedBoard设计了一种单芯片高清高帧图像采集和传输系统。本文基于CMV2000图像传感器进行图像采集,图像分辨率为2048×1088,帧率最高可达280fps。设计中采用赛灵思公司的ZedBoard为主控板,利用ZedBoard主板ARM+FPGA的特点完成大数据的高速处理和传输。FPGA部分主要功能是通过SPI总线对CMV2000图像传感器进行配置,接收传感器中的低压差分图像数据,通过ISERDESE2模块将接收到的串行数据并行化处理并将图像数据拼接成行还原图像数据,最后将视频数据转换为AXI4-Stream格式的数据便于传输。ARM部分嵌入了Linux系统,对FPGA进行驱动,采集数据至空间缓冲区域,采用Socket通信程序利用上位机或者千兆网通信并发送图像数据。设计中利用赛灵思公司提供的VDMA核通过AXI总线完成FPGA与ARM之间的高速互联互通,实现了大数据的高速处理与传输。采用C++语言编写上位机程序,基于Qt平台开发操作界面,用于实现实时接收与显示图像功能。测试结果显示,传感器运用模式为最高帧率,采集的图像分辨率可达到2048×1088,帧率最高为280fps,采集图像速率达到6400Mbps,实现图像采集速度快、页面清晰、传输效率高。上位机图像上传帧率可达到23fps,实时显示高清图像。本文基于ZedBoard平台结合FPGA和ARM的各自优势,以及两者之间能够高速互联互通的特点,设计了一种高清高帧图像采集和传输系统,具有很高的商业价值和应用价值。