本文涉及一种卫星多相机图像压缩码流实时解码设备的设计与实现,用于某卫星数据星地压缩-传输-重建链路的测试与验证。该设备需具备实时解压缩功能,即对接收到图像压缩码流数据完成实时解压缩,并将解压缩后的图像重建数据输出;该设备需兼容多相机码流数据,能实现对两种卫星的不同类型图像压缩码流数据的解压缩;该设备还需具备对有误码压缩码流的解码与分析能力。本文开展了解压缩设备系统架构设计、FPGA软件总体结构设计以及实时解压缩模块设计,重点研究了FPGA实时解码软件的设计与实现,具体内容如下:首先,针对解压缩设备的功能和性能需求,对比分析了软件、硬件和软硬协同三种解压缩方案,设计“解压缩服务器+解压缩板卡”的设备硬件组成方案、“解压缩服务器综合控制软件+解压缩FPGA软件”的设备软件组成方案。综合控制软件运行在解压缩服务器上,完成压缩码流数据的接收以及解码数据的发送,并存储、显示解压缩结果;解压缩FPGA软件运行在解压缩板卡上,完成压缩码流数据的实时解压缩处理。其次,针对星上数据压缩采用的帧内/帧间图像压缩算法,分析对应的解压缩算法,设计基于FPGA的实时解压缩模块。针对解压缩设备实时实现的难点,设计了多路并行解码结构,提高了解压缩设备的处理速度;针对解压缩设备应兼容多相机码流数据的需求,完成了实时解压缩模块的扩展,实现了对不同图像幅面和不同像素位宽压缩码流的解码;针对星地传输链路误码干扰,进行了抗误码分析与设计,实现对压缩码流误码的检纠错,在码流错误时不宕机、错误不扩散。最后,完成软硬件集成部署,在地面测试环境中测试验证了解压缩设备的功能和性能指标,解压缩设备处理总时延小于100ms,对12000×8000×12bit的测试图像解压缩时间小于2s,对4000×4000的测试图像解压缩时间小于0.5s,满足任务需求。