众所周知，图像技术的基础是图像，而图像的获取离不开图像采集设备。图像采集设备不但决定了图像的质量，而且影响着图像数据的采集和传输速度。随着图像技术应用的深入，人们对图像采集设备提出了更高的要求。传统的板卡式图像采集设备已经不能满足如今的图像采集需求。近来诞生的USB图像采集设备虽然解决了板卡式采集设备的部分问题，但受限于设备自身软硬件，采集速度也不甚理想。　　 本文针对高速图像采集的实际需求，设计了一种新型的基于USB的图像采集系统。该系统主要由图像传感器、USB芯片和可编程逻辑器件组成，其中图像传感器实现图像信号的光电转换，可编程逻辑器件实现图像数据的前端采集，USB芯片实现计算机与采集设备之间的数据传输。由于可编程逻辑器件的引入，USB芯片可以从繁重的采集和传输任务中解脱出来，设备的采集和传输速度得以提高。此外，为了进一步提高其速度，本文还对图像采集系统的软件部分进行优化处理。　　 与硬件设计比较而言，图像采集系统的软件设计难度更大，主要包括可编程逻辑器件程序设计和固件程序设计。由于可编程逻辑器件需要与USB芯片以及图像传感器实现数据的无缝传输，因而其程序的时序及其重要。为了进一步提高可编程逻辑器件的数据吞吐速度，本文在可编程逻辑器件内部设计了FIFO数据缓冲区，这也进一步加大了程序设计的复杂性。虽然图像采集设备的固件程序是在Cypress公司提供的固件框架基础上实现的，但其框架内部的函数却并不相同。为了得到高效、简洁的程序，怎样优化固件程序成为设计过程中的难点之一。　　 实践证明，本文设计的基于USB的图像采集系统能够满足当前高速的图像采集和数据传输要求。