集成电路制造工艺的发展使得CMOS探测器性能越来越好，以CMOS探测器为核心的数字成像系统空间分辨率和输出帧频也日益提高。高性能CMOS成像系统软硬件设计相比以往更加复杂，采用具有功能强大的可编程逻辑器件实现成像系统驱动控制并完成相关的数据处理逐渐成为高性能成像系统研制的趋势。本文以Fairchild Imaging公司sCMOS探测器为核心，采用Camera Link接口作为成像系统高速数据输出接口，采用Xilinx公司Spatan-6系列FPGA芯片实现该探测器的驱动控制、数据处理及接口控制。　　论文主要研究内容如下:　　1.自主完成sCMOS成像系统驱动程序设计实现。通过自主设计的FPGA驱动控制程序，可以正确完成sCMOS探测器的上电控制、寄存器配置、工作时序信号产生等功能，从而保证sCMOS成像系统能够正常工作并输出图像数据。　　2.设计实现基于硬件电路图像数据实时处理。数据处理将Gray码数据转换成二级制数据，实现探测器暗电流噪声去除和探测器非均匀性校正。　　3.论文采用三点二阶多项式拟合算法校正图像探测器非均匀性，相比于传统两点校正方法具有更高的精度。采用DDR2SDRAM实现数据高速缓存，提高了FPGA芯片内部存储资源的利用效率。　　本文设计的相机最大有效分辨率为2560×2160，在Global Shutter模式可以实现的帧频为43fps，在Rolling Shutter模式下课实现的帧频为87fps，图像最大传输瞬时速率为680MBps。实验结果表明，所设计的高性能CMOS成像系统硬件电路能够稳在250MHz时钟驱动下，所设计的FPGA软件能够实现探测器的稳定工作。