目前,红外和可见光图像融合技术由于自身的优势,已成为国内外热门研究课题并广泛地应用于军事、安防、医疗等众多领域。随着其应用范围越来越广,人们对高帧频、高分辨率、小型化的融合系统的需求日益迫切；此外,由于目前大多数融合系统显示的都是通过DA转换后的模拟信号,会降低融合图像的分辨率,所以融合系统正在向着全数字输出的方向发展；由于系统需要处理大量的高速数据,为了保证系统的实时性,需要采用一些合适的高速数据接口。针对上述问题,本文致力于开发一套基于Camera Link接口的高帧频、全数字输出的小型化图像融合系统。本文首先结合小型化图像融合系统的设计要求和Camera Link协议,提出了一套基于FPGA的系统设计方案。其次,设计了各功能模块具体电路,并依据高速电路设计规则进行布局布线。对系统中一些重要信号线做了延迟、串扰、反射等方面的板级信号完整性仿真分析,对电源系统做了板级电源完整性仿真分析。最后,在完成系统PCB制板、焊接和调试后,实现了同分辨率拉普拉斯金字塔图像融合算法。经过实验验证,系统满足实时性,融合图像效果良好。经过测试,融合图像数据经过Camera Link接口输出实时显示效果良好,单端口数据最高传输速率达到800Mbit/s,720×576的图像输出最高帧频达到194fps,达到了本系统图像高帧频、全数字输出的目的。