大规模集成电路和微计算机的高速发展提供了图像相关行业的崛起契机,使其朝着高速、高性能、便捷、智能化的方向发展,同时含义不断被扩展,从静态图像,到动态连续图像,以及广泛的图像处理应用。随着微电子业的发展,出现了大批高性能、廉价、低功耗的RISC嵌入式处理器,使信号处理传输从计算机处理向单芯片微控制器处理发展。因此对图像在微控制器下采集和传输的研究,对图像相关设备小型化和专业化发展有重要意义。本文设计实现了一种基于SOPC技术,以FPGA为主控芯片,USB为传输媒介的图像传输系统。首先对图像采集传输的发展及研究现状进行了调研,提出了基于SOPC的研究方案,然后对基础SOPC系统进行了详细讨论,包括：CPU、RAM、DMA、CFI FLASH、 SRAM、UART等控制器,并开发了相关控制器的驱动程序。其次完成了基于USB2.0的高速数据传输的开发,制定了USB控制器的方案。对CY7C68013芯片的工作模式进行了分析,完成了固件开发和端点配置。同时开发了基于Avalon总线的通信控制器及其驱动程序。图像采集模块设计是本系统的核心模块,负责图像传感器的控制,调理接收到的图像数据,包括12C控制器模块、图像控制器模块、FIFO控制器模块。最终,完成了NIOS II的主程序设计,提出两个DMA乒乓读写SRAM的方法,提高了数据传输效率。最终,实现了30帧／秒彩色和灰度图像的采集传输,并用上位机进行验证,达到了预期要求。