随着图像处理技术的不断进步,数字视频处理已经广泛应用于生产生活的各个方面,由于数字视频数据量大、速度快,因此对处理平台要求较高。而FPGA凭借其可重构和并行处理的先天性优势,加之片内锁相环、硬件乘法器、高速接口模块等不断集成,使得采用FPGA作为视频处理器具有巨大优势;同时Xilinx提供的Microblaze软核、丰富的IP核等嵌入式系统解决方案,进一步增强了FPGA系统的可重构和可定制特性。本文在对当前视频处理系统平台进行分析和比较之后,提出了采用单片FPGA进行嵌入式环境下的视频处理系统方案。分析了系统硬件平台的需求和各项性能指标,给出了以Spartan-3E列FPGA芯片为核心的硬件平台总体设计;研究了microblaze软核、系统IP核,以及总线标准,定制了以microblaze软核为微控制器的嵌入式系统,通过嵌入式系统软件协调SDRAM控制器、UART控制器、I2C控制器等系统IP核的正常工作;为了实现视频的处理,使用硬件描述语言Verilog设计了FPGA内部的视频处理逻辑模并将该逻辑模块以用户IP核的形式通过总线接口接入嵌入式系统。系统设计过程中综合运用仿真工具Modelsim、在线逻辑分析仪Chipscope、示波器和超级终端对各个模块的时序和功能进行了分析和验证,通过分析系统各模块时序波形信息并观察视频显示结果,表明本系统可以完成数字视频信号的采集、处理和指令信息叠加以及显示,达到了系统要求。　　 本系统提出的单片FPGA嵌入式系统解决方案,充分发挥了FPGA可重构特性和嵌入式系统可定制特性的双重优势,通过开发符合用户功能的IP核,并通过定制嵌入式系统来管理用户IP核和系统提供的丰富IP核,不仅具有极强的灵活性,而且具有良好的移植性,便于系统升级和维护;同时由于高集成度和可靠性,也降低了系统开发成本。