高速视频转换系统是一种用来对摄像视频流进行压缩、编码的电子设备。随着现在监控摄像设备向着高清化、数字化的方向发展,高清摄像头视频信号所需要的带宽也越来越大。目前常见的视频编解码器主要关注视频信号的清晰度、传输、功能控制等,对视频信号的连续性、清晰度等指标比较重视,对于信号的延迟速度要求较低,而且输出格式多为标准视频格式,在一些特定场合如运动捕捉、物体跟踪、图像处理时往往难以达到低延迟高速率、输出特定格式如单帧图像的要求。本文设计了一种使用FPGA来进行视频编码解码的电子设备,利用FPGA的并行处理架构和高数据吞吐量对视频信号进行压缩编码,可将连续视频信号按照单帧图像的形式进行输出,通过UDP传输至外部设备进行进一步处理,并可将处理后的图像再次解码并转换成视频信号输出至监视器。本文分别从硬件设计、FPGA片上架构、软件压缩编码算法等方面介绍了高速编码解码系统的设计方案。本文介绍了高速数字电路的硬件设计理论、FPGA的特点以及PowerPC405软核在本系统中的应用。对于本系统硬件部分,本文介绍了高速数字电路设计的一般方法,解释了信号完整性、电源完整性的概念,对于系统中需要用到的FPGA及其他器件进行了整体介绍。并且介绍了系统各个硬件模块如核心板、接口板、电源模块的结构。软件部分介绍了 FPGA片上整体系统的软件架构,并且分别介绍了 JPEG标准下压缩图片的算法、JPEG编码模块的原理,给出了编码模块的模块架构。对于与上位机进行网络传输的LWIP协议的原理和基础结构也进行了说明。最后给出了本系统设计的硬件原理图、PCB电路图、以及系统制板、焊接完成的实物照片。然后给出了 FPGA上的软件的整体设计架构图和各个模块之间的连接关系,并对PowerPC405片上内核的软件程序进行了简要说明,对实际图像压缩效果给出了说明图片和指标参数。