近年来,CMOS图像传感器在噪声抑制与成像质量等方面的性能逐渐提高,同时对支撑其发展的高速图像采集系统的要求也越来越高,高速稳定的图像采集系统已成为重点研究方向,具有非常重要的实际意义。本文设计了一种基于DDR3的CMOS高速图像采集系统的FPGA程序,将FPGA、DDR3SDRAM和Camera Link接口有效结合,为今后研究高速CMOS图像采集系统带来更好的实现方式和解决办法。本文首先对高速CMOS图像采集系统的研究意义与现阶段国内外发展情况做出介绍,其次分析了CMOS图像传感器和DDR3 SDRAM的工作原理;再次对所设计的CMOS高速图像采集系统的工作原理与实现方式做出说明;最终使用硬件开发板对所设计的高速采集系统进行测试。为了设计出高性能的CMOS图像采集系统,本文选用国内长光辰芯公司生产的GMAX0504型CMOS图像传感器作为系统图像采集芯片,该芯片分辨率为5144×3800,最高数据传输速率为48Gb/s;现场可编程逻辑器件FPGA以其高速并行运算处理能力著称,选择Xilinx公司生产的XC6SLX150T型FPGA作为CMOS高速图像采集系统的控制核心;DDR3 SDRAM具有读取速度快与缓存空间大等优点,选用两片Micron公司生产的型号为MT41J256M8-125的2Gb DDR3 SDRAM芯片作为图像信息的缓存单元;本文使用Camera Link接口将CMOS图像信息发送至上位机显示,因其具有高速、稳定、连接方便等优势。最终板上验证结果表明:基于FPGA程序的设计,本文的CMOS高速图像采集系统的数据传输速率为12Gb/s,能够完成对景物的高速采集和数据传输,完成了预定的设计目标。