以硅晶体为主的半导体专用材料已是电子信息产业最重要的基础功能材料，在国民经济和军事工业中占有很重要的地位。随着硅晶片制造的大规模发展，相应的直径检测技术也在大力发展。 本文以半导体材料硅单晶生长为背景，把嵌入式机器视觉系统引入到视频图像采集、处理与显示的研究中。目的是研究一种小型化、智能化的嵌入式产品解决方案，服务于广阔的市场需求。首先介绍了整个系统的组成部分，以及各个部分的功能。并确定以SOPC为核心，把NIOSⅡ软核嵌入其中的实现方案。其次是根据实时图像处理的特点，将其划分为两大研究内容。即系统的硬件设计部分和软件设计部分。其中，硬件系统的设计主要包括处理器FPGA（EP2C35）和相关器件，通过Avalon总线模块将视频采集模块、I2C总线控制模块、视频解码模块、存储器控制模块连接起来，实现视频信号和存储器的读写。软件系统的设计，采用SOPC技术，将NIOSⅡ处理器嵌入到FPGA中，编写接口初始化及配置程序，实现视频图像处理系统中的图像处理算法。 本设计关键是在单片FPGA（EP2C35）处理器上实现视频信号的实时采集、存储、显示和对图像的实时处理。相比于传统的CPU+FPGA系统构架，节省了硬件资源，以较低的成本开发出性价比较高的专用嵌入式系统。通过调试与实验，课题完成的图像采集显示系统具有很高的稳定性和良好的扩展性，对嵌入式机器视觉检测和分析应用于单晶生产作了有益的探索。