视频采集与显示系统和生产生活密不可分。随着硬件设备的不断更新和功能需求的不断增加,相关产品迭代日新月异。目前,针对视频采集与显示系统的发展主要有超高清和实时性两条路线,超高清的实现需要较为专业的传感器和复杂的处理算法,只适用于某些特定场合;相对而言,实时性的需求多用于智能家居、安防等领域,此路线经济实用,具有更高的性价比。本研究来源于企业项目,为了实现视频采集实时显示的目的,基于FPGA（Field Programmable Gate Array,现场可编辑逻辑门阵列）进行视频采集与显示系统的研究和设计,并验证系统的可靠性。主要研究内容有:1、通过对视频显示和存储器 SDRAM（Synchronous Dynamic Random-access Memory,同步动态随机存取内存）工作流程的分析,将视频采集与显示系统划分为图像传感器模组上电初始化、视频图像采集、数据预缓存、数据缓存和显示器驱动五个模块。并使用Verilog语言在Quqrtus Ⅱ软件上对各模块进行硬件描述。针对SDRAM读写效率低的问题,本研究采用乒乓操作对输入输出数据进行预先缓存,为SDRAM页突发操作提供连续的数据源,以减少数据传输延时,从而实现对RGB565编码方式的800×480像素视频图像在显示器上进行进行无失真地实时显示,显示帧率可达30帧每秒。2、验证是芯片设计中必不可少的环节,本研究引入UVM（Universal Verification Methodology,通用验证方法学）,通过 System Verilog 语言为 SCCB（Serial Camera Control Bus,串行摄像机控制总线协议）控制器、视频图像采集模块、显示器驱动模块和SDRAM控制器搭建验证平台,以解决FPGA系统中testbench验证平台测试用例过多、验证效率低的问题。平台搭建过程中,对功能相似组件进行水平复用,并采用随机与定向相结合的方式进行激励,减少了验证工作所需的时间。3、通过QuestaSim软件进行功能仿真。编写的11个随机测试用例和定向测试用例对验证平台中的10个功能覆盖组进行覆盖,并对仿真波形进行分析。仿真结果表明,功能覆盖率和断言覆盖率都达到了 100%,代码覆盖率也达到了 95%以上,同时波形输出与设计需求保持一致。最后,系统通过AC620开发平台进行板级验证,结果表明,总资源开销仅为1030个逻辑单元,占整个FPGA资源的10%,且系统在静态或动态场景下能够实时的将画面显示在显示器上。