高帧高清晰视频图像的发展对视频图像采集的质量和速率都有了很大的需求。而传统的视频图像的采集技术在数据的传输速率、可靠性以及传输距离等方面已经不能满足现今的需求。另一方面,由于传统的机械硬盘数据存储技术的结构特点决定了其容量、存取速率、可靠性等方面缺陷,也越来越难以满足当今数据高速实时存储的需求,并且不适合应用在现代嵌入式系统平台中。本文将重点介绍基于Camera Link格式的高速视频图像的采集以及基于Nand Flash并行存储系统的研究与设计。Camera Link接口标准是为了解决视频图像传输的瓶颈而发展起来的通信接口技术。由于采用了LVDS传输、串行通信等技术,使得其在数据传输速率、功耗以及传输可靠性等方面有着很大的优势。本文在详细介绍Camera Link接口技术的基础上实现了高速视频图像数据采集系统的设计。该采集系统以FPGA为主控制器,外围电路采用专用的转换芯片进行并行TTL/CMOS信号和串行LVDS信号之间的相互转换。Nand Flash存储技术是一种基于闪存的存储技术,具有存取速率高、容量大、抗震等优势,在现在的移动设备等诸多方面都有着广泛的应用。本文首先介绍了Nand Flash芯片的内部存储结构特点、接口定义以及各种操作的详细时序等。在此基础上,提出了一种基于Nand Flash多级流水存储结构。这种结构充分利用芯片各个die的并行操作特点,利用有限的芯片和总线资源,进行数据高速存取。完成Nand Flash芯片组设计后,本文以FPGA为主控核心,进行并行存储系统控制器的设计。在控制器中,主控逻辑根据Nand Flash芯片手册的控制时序,操作命令等信息,产生读页、写页以及块擦除等操作的控制时序,完成对存储器的各种操作。由于本文中采用的Nand Flash芯片采用MLC工艺,出现位反转现象的概率较高,为了保证数据存储的可靠性,还引入校验机制,即ECC校验算法。本文详细介绍了ECC校验算法原理,并且将ECC校验算法加入存储控制器中。文章的结尾,介绍了对于存储控制器的写页、读页以及块擦除等操作的仿真结果。仿真结果表明,控制器能够准确地产生针对Nand Flash的各种控制时序。