针对投影式光刻机聚焦检测系统对实时性地区图像处理的需求，以FPGA芯片为载体，设计了一种基于SOPC的聚焦检测图像实时处理系统。首先，采用MicroBlaze嵌入式软核执行图像处理算法，在不改变硬件架构的情况下进行系统方案验证和算法调试。然后，采用软硬件协同的方案将该算法移植到FPGA硬件上，加快焦点检测过程。FPGA芯片中通过Axi总线进行软硬件之间的数据交换，片外通过光纤接口与工作台互连，完成焦点检测结果的高速上传。实验结果表明，系统运行稳定，整个焦炭检测过程耗时104s，软硬件协同实现速度约为软核的1700倍。