图像数据的实时传输和处理日益成为众多领域的研究热点。在光电探测领域，为了提高设备的目标跟踪能力，多种高性能图像传感器在前端的光电采集系统中得到了广泛应用，这使得后端的图像采集处理电子系统面临着更大的图像数据量，因此系统需要具备更高的数据传输带宽和更强大的数据处理能力。与此同时，随着图像增强算法的发展，系统核心芯片的选择也应充分考虑算法复杂度的要求。本文研究的初衷即是通过高性能核心器件的选型和高速串行总线的设计来解决目前的图像采集平台面临的数据传输瓶颈和处理瓶颈。高性能的多核DSP+FPGA结构具备强大的数据处理能力和高度灵活性，而采用自定义光纤协议、SRIO和PCI-e设计的数据流结构实现了图像数据从输入、内部交互到输出的整个过程的高效性和可靠性。这使得新系统能够满足当前图像采集和处理的应用需求。本文首先在应用需求分析的基础上，提出了新一代图像增强显示系统的基本结构。接下来通过对各种高性能DSP和FPGA的性能参数做出比较分析选择出系统的核心芯片，并围绕多核DSP和FPGA的功耗、时钟以及外围存储等要求设计并实现了外围电路。高性能芯片的选型从原理上解决了系统的数据处理能力，而数据传输能力则在核心处理器的基础上，通过高速串行总线的选择和设计来实现。文章紧接着提出了系统的数据流结构，介绍了自定义光纤协议、SRIO以及PCI-e协议的基本内容和具体实现方式。完成系统设计之后，本文接下来展示了系统的高速PCB设计，通过良好的布局布线保证信号完整性，减少传输线效应的干扰。硬件板卡设计的后期，通过对系统电源、时钟以及各个高速接口调试过程的展示，表明该平台基本达到了设计初衷。文章最后在板卡调试基本完成的基础上进行了图像去雾算法的DSP移植，结果显示出了良好的去雾效果和较高的算法运行效率。本文完成了新一代图像增强显示系统的硬件设计和基本调试，有效解决了图像数据实时处理能力和高总线传输带宽要求，具有可观的工程实践意义。