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随着空间探测的不断深入以及任务需求的多样化,图像载荷对星载存储器的容量和存储带宽的需求越来越高。星载存储介质经历了磁介质到半导体介质的发展过程,Flash芯片是当前广泛应用的存储介质,但其接口控制和坏块管理复杂,开发成本高、周期长。针对上述问题,本文提出一种采用嵌入式多媒体存储卡(embedded Multi Media Card,eMMC)构建星载大容量存储的方案,并开展关键技术研究,工作如下:首先,通过对国内外星载大容量存储技术的调研,分析了星载存储技术的发展趋势,同时针对星载设备面临的空间辐射环境,对星载容错加固技术进行了调研,重点调研了单粒子翻转效应的容错加固设计和单粒子闩锁效应的防护技术。在分析了eMMC的相关技术特点后,提出了eMMC阵列存储访问控制和基于eMMC星载存储容错加固两项关键技术,并构建了关键技术研究所必需的软硬件系统环境。其次,在开展eMMC阵列存储访问控制技术研究前,对eMMC 5.0规范进行了详细的研究。采用FPGA作为主控制器,对eMMC接口控制逻辑进行了设计和实现,同时,针对上层应用逻辑的读写访问进行eMMC读写调度设计,并针对eMMC阵列中各芯片的延时差异问题,提出了一种eMMC阵列同步技术。再次,针对eMMC器件和控制系统面临的空间辐射环境,本文提出一种面向单粒子翻转效应的eMMC主控制器容错加固技术,提出了基于扩展汉明码的FIFO容错技术和基于三模冗余(Triple Module Redundancy,TMR)技术的状态机容错加固技术;针对单粒子闩锁效应,根据电路发生闩锁故障的特点,提出并进行单粒子闩锁防护电路的设计。最后,针对上述各项关键技术研究,提出了实验测试验证方案,对e MMC访问控制技术采用板级测试方法,对读写功能等进行测试验证;对单粒子翻转效应的容错设计和单粒子闩锁防护电路,主要进行故障注入条件下的测试验证。测试结果显示,各项设计工作符合预期研究目标要求。本文开展的基于eMMC的星载大容量存储关键技术研究,将为后续的实际工程应用提供有效的技术支持储备和设计开发支持。