这个实现涉及到的知识很广泛，
首先摄像头通过光学成像在感光器件上（CCD或CMOS芯片），CCD或CMOS芯片将采集的图像数据转化成数字信号。这里读取的只是瞬时的图像，这里涉及到图像采集的知识。如果记录要连续的影像，那就需保存连续的图像（帧）。这样就涉及到算法和编码。
单片机与摄像头通过通讯将数据读取到单片机，通讯方式要看具体的摄像头控制芯片所支持的传输方式，因为数据量很大所以应该是比较复杂的高速通讯方式。这个需要理解具体的摄像头控制芯片的资料文档。
单片机外扩U盘需要USB主控芯片的支持（目前也有自身具备USB主控功能的单片机）。同样通过单片机和主控芯片的通讯将要保存的数据传输给USB主控芯片，主控芯片将数据编码之后使得通讯数据遵循USB协议送入U盘。这里需要理解USB主控芯片的资料文档。了解USB的通讯协议。
如果还想使得存入U盘的数据符合文件格式。那还要了解文件格式协议，比较常用的是FAT32文件格式。
不知道你是什么应用，还有一种相对简单那的解决方案:直接用市场上的USB摄像头,用两块USB主控模块，一块单片机。一块USB主控模块用来与摄像头通讯，另一块用来与U盘通讯。将摄像头读取的数据按照你的要求处理之后直接按你的要求送入U盘存储。这样会相对单纯一点，需要了解USB的通讯协议，理解USB主控模块的通讯方式，理解摄像头USB设备的驱动协议，理解U盘USB设备的驱动协议，然后通过单片机来实现这两个设备驱动。
这两种方案涉及到的实现方式都是相对比较底层的，要了解的底层知识会比较多，实现都不简单。再者实现你要的功能更大的难点还有其他因素：
1，大容量缓存实现，因为图像采集（特别是连续的影像采集）需要很大的存储空间用于缓存；
2，高速数据传输，庞大的数据量要在短时间内进行传输，对芯片的数据处理能力和吞吐量有很高的要求。
3，高速的数据编解码，图像处理本身就是一个相对复杂的编解码过程，需要单片机处理器有高速的运算速度和能力。如果想得到更良好的性能，还需要应用图象压缩和解压缩技术，也涉及到复杂的运算。
所以单片机建议采用高速的DSP或ARM，可能的话最好结合FPGA器件来实现。
