非制冷长波红外成像系统以其体积小、功耗低、受环境影响小等优势,已经被广泛应用在军事、民用等领域。然而,目前市场上常见的非制冷长波红外成像系统,多侧重于完成红外探测器成像,而忽略复杂图像处理,如目标识别、目标跟踪等。面对全天候小型无人机系统,更要求红外成像设备体积小、功耗低、性能高。为满足上述需求,本文主要针对非制冷长波红外系统硬件部分进行研究,取得的主要成果如下:为突破现有红外成像设备图像处理能力的瓶颈,本文提出了一套集非制冷长波红外成像及处理于一体的复杂系统,完成的工作包括:非制冷长波红外探测器驱动及AFE电路设计、FPGA图像预处理电路设计、DSP图像处理电路设计和电源及接口电路设计。该系统还具有较高的实时图像处理能力,可以根据不同应用需求完成图像处理任务。此外,面对常规应用需求时,本系统可以通过改变板卡组合结构,实现与常规非制冷长波红外成像系统相同的功能,这样降低了系统功耗、减小了设备体积。为了解决复杂DSP系统控制电路的设计问题,本文针对TMS320C6657提出了一套基于CPLD的控制系统。该系统通过一颗MAX II CPLD实现了对DSP系统的上电时序、引导配置、时钟输出、复位逻辑、调试接口的控制。该设计不仅提高了系统的灵活度,增加了系统的可控性,还减小了控制电路的复杂度,降低了控制电路的成本。为保证DSP系统高速、高效、稳定的运行,本文设计了一套针对TMS320C6657的电源及时钟电路。电源设计采用了TI的SmartReflex技术,有效地控制了DSP系统功耗。时钟设计采用了TI的CDCE62005芯片,为系统的DSP内核、DDR控制器及高速SerDes提供了低噪声、低抖动的高速差分时钟。为了满足红外成像设备对于不同应用领域的需求,本文设计了一套丰富的通信接口。所设计的接口包括:千兆以太网、LVDS、RS-422、GPIO等。不同接口适用于不同的应用领域,为研发人员的二次开发提供了充分条件,为该非制冷长波红外成像及处理系统的广泛应用打下了坚实的基础。